JP2945208B2 - 電気電子機器用銅合金の製造方法 - Google Patents
電気電子機器用銅合金の製造方法Info
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Description
路(IC)等のリードフレーム材、さらには端子,コネ
クター,スイッチ,リレー等のバネ材に好適な電気電子
機器用銅合金の製造法に関するものである。
ーム材に代表される半導体機器材料、及び電気機器用バ
ネ,コネクター,スイッチ等の代表される導電材料とし
ては、従来から黄銅,りん青銅、Sn入り銅,Fe入り
銅等が用いられていた。しかしながら電気電子機器の小
型化,軽量化と高密度化に伴いこれら材料に対して強
度,バネ性及び導電性の高度なバランスが強く要求さ
れ、従来の合金では対応が困難になってきているのが現
状である。そこでこれらの特性に優れ且つ安価なCu−
Ni−Si系のいわゆるコルソン系銅合金が使用される
に至っている。
の強度,バネ性及び導電性等の実用特性には優れている
ものの、製造性の点で著しい欠点を有しているため広く
用いられるには至っていない。即ちコルソン系銅合金は
その製造において、熱間圧延のための加熱昇温中、特に
300〜600℃の温度範囲で鋳造凝固時の残留応力の
作用により脆性割れが発生し、これがその後の熱間圧延
に悪影響を及ぼして歩留りが大幅に低下してしまうので
ある。
や導電性を得るために、高温保持後に急冷処理(溶体化
処理)を施すことが必要であり、このための焼鈍方式と
して従来からバッチ式焼鈍が採用されているので製造工
程が複雑でコスト高となるという問題がある。加えて条
材をコイル状に巻いた状態で焼鈍する際には、表面に曲
げ応力が発生するためこの応力が上記残留応力と同様に
作用して前述のような脆性割れが発生することがあっ
た。この場合には後の冷間圧延で歩留りが大幅に低下す
ることになる。
り溶体化処理を行う場合には、その後の焼鈍では本質的
な再結晶処理が施されないため、冷間加工による組織的
な異方性が生じて曲げ成形性等の延性が大幅に低下する
問題があった。
造に対して歩留りの向上と工程の簡略化による製造コス
トの低減及び成形加工性等の性能向上が強く求められて
いた。
鋭意検討された結果なされたものであり、その目的はC
u−Ni−Si系合金の製造方法において、熱間圧延性
を改善すると共に溶体化焼鈍を施す場合に製造コストを
押し上げるバッチ式を採用せずに連続焼鈍方式を用いる
ことにより、強度,バネ性及び導電性に優れ、加えて曲
げ成形性も良好な電気電子機器用銅合金を低コストに製
造できる方法を提供するものである。
%、Si:0.1〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0
wt%、Mn:0.01〜0.2wt%、P:0.01wt%
以下を含有し、又はさらにSn:0.01〜3.0wt%
を含有し、残部Cu及び不可避的不純物からなる銅合金
を、700℃以上の温度で熱間加工を終了し、その後1
0℃/秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施し、さ
らに700℃以上で再結晶を伴う連続焼鈍を施し、その
後10℃/秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施し
て400〜600℃で10分〜5時間の焼鈍を行い、又
はさらにこの熱処理の後40%以下の加工度で冷間加工
を施し、さらに250〜500℃で1分〜5時間の焼鈍
を行うものである。
性等を付与する元素であり、Ni含有量を1.0〜4.
0wt%に限定したのは、Niが1.0wt%未満ではSi
を0.1wt%以上含有させても高強度と高導電性を得る
ことは難しく、他方Niを4.0wt%を越えて含有させ
ると導電性や曲げ成形性等が低下してしまうからであ
る。
定した理由は、Siが0.1wt%未満ではNiを1.0
wt%以上含有させても高強度と高導電性が得られず、他
方Siを1.0wt%を越えて含有させると導電性や半田
付け性が低下するからである。
耐マイグレーション性を改善する元素であり、これを
0.1〜5.0wt%に限定したのは、0.1wt%未満で
は上記効果が少なく、5.0wt%を越えて含有すると導
電性や半田付け性が低下してしまうからである。
防止する元素であり、その含有量を0.01〜0.2wt
%に限定した理由は、0.01wt%未満では上記効果が
少なく、0.2wt%を越えると導電性や半田付け性が低
下するからである。
鈍での脆化を著しく促進させて、後の加工に悪影響及ぼ
すためその含有量は0.01wt%以下とすることが必要
である。
を合わせて行えば、熱間加工性と焼鈍での脆化が大幅に
改善されることが判明しているが、このうちどちらかが
適性量に制御されないと改善効果は少ない。
する元素であり、その含有量を0.01〜3.0wt%に
限定したのは、0.01wt%未満では上記効果が少な
く、3.0wt%を越えると導電性や熱間加工性に悪影響
を及ぼすからである。
る。上記組成の銅合金鋳塊を、700℃以上の温度で熱
間加工を終了し、即ち熱間加工の終了温度を700℃以
上とし、その後の急冷速度を10℃/秒以上と限定した
理由は、700℃未満では10℃/秒以上の速度で急冷
しても溶体化が不完全で析出が起こり、その後の連続焼
鈍での溶体化処理に悪影響を及ぼすため最終的に強度や
バネ性が劣化するからである。さらに熱間加工中に脆化
割れが発生し、その後の冷間加工が困難となるためであ
る。
た理由は、10℃/秒未満では、熱間加工の終了温度を
700℃以上としても、冷却中に析出が起こり、連続焼
鈍で溶体化処理を行っても、最終的に良好な強度、バネ
性が得られないからである。
した理由は、バッチ式焼鈍による脆化割れを防止すると
共に工程が簡略化されるため製造コストが大幅に低減す
るからである。
の後の急冷速度を10℃/秒以上に限定した理由は、7
00℃未満の温度では、再結晶が起こらずに最終的な曲
げ成形性が著しく劣化するからであり、かつ700℃未
満の温度、10℃/秒未満の冷却速度では、溶体化が不
完全で析出が起こり、最終的な強度、バネ性が劣化する
ためである。
熱間加工条件と連続焼鈍条件を組み合わせることで、低
コストで良好な特性が達成される。
で10分〜5時間焼鈍する理由は、焼鈍温度が400℃
未満では析出が不十分であり、他方600℃を越えると
析出物が再溶体化されてしまうため、強度や導電性が向
上しないためである。また焼鈍時間が10分未満では析
出が不十分であるため、強度や導電性が向上せず、他方
5時間を越えても強度や導電性はほとんど変化しないた
めエネルギー的に無駄となるからである。
の加工度で冷間加工を施す理由は、40%を越える冷間
加工を施すと異方性が増し、曲げ成形性が著しく低下し
てしまうためである。
の焼鈍を行う理由は、局部応力を除去すると共にバネ性
を改善させるものであるが、焼鈍温度が250℃未満で
は効果が少なく、500℃を越えると強度とバネ性が低
下してしまうためである。また焼鈍時間が1分未満では
効果が少なく、5時間を越えても効果は変わらないにも
かかわらずエネルギー的に無駄となるためである。な
お、焼鈍方式はバッチ式、走間式のどちらを用いても同
様な効果を示す。
リードフレームなどの電気電子機器部品に使用するのに
好適な熱間加工性、強度、バネ性、導電性及び曲げ成形
性に優れたCu−Ni−Si系の銅合金の製造コストの
大幅な低減が図れ、その効果は工業的に大である。
る。
厚さ100mm、幅300mm、長さ1000mmの鋳塊を製
造した。そしてこれら鋳造材を850℃の温度に加熱
し、厚さ12mmまで熱間圧延した後、750℃から50
℃/秒の冷却速度で急冷した。この圧延材を厚さ10mm
まで面削し、加工度94%の冷間圧延後、850℃の連
続焼鈍を施して、100℃/秒の速度で急冷した。続い
て、加工率40%の冷間圧延を施し、460℃で2時間
の焼鈍を行った。さらにこの焼鈍材に加工度20%の冷
間圧延を施し、その後400℃で2時間の焼鈍を施して
本発明例銅合金No.1〜No.4及び比較例銅合金No.5
〜No.10を作製した。
て、強度、導電率、バネ限界値、曲げ成形性、半田付け
性、半田脆化性を評価し、これらの結果を表1に示し
た。強度についてはJIS−Z2241、導電性につい
てはJIS−H0505、バネ限界値についてはJIS
−H3130にそれぞれ基づいて評価した。曲げ加工性
はJIS−Z2248に基づき、試験片表面に割れが発
生する最小曲げ半径(R)を試験片の厚さ(t)で割っ
た値で示した。また半田付け性については、約230℃
のPb−Sn基共晶半田浴中に試験片を5秒間浸漬し、
半田の濡れ状態を観察した。また、半田脆化性について
は、試験片を半田浴中に浸漬して半田付けを行い、大気
中にて150℃で500時間の熱処理を行った後、取り
出し、180度曲げを行った時の表面の半田剥離状態を
観察した。
ランスのとれた良好な特性が得られているのに対し、比
較例5では耐半田脆化性が劣化し、比較例6及び8では
半田付け性が不良である。また比較例7、9、10で
は、熱間圧延により割れが発生しており、比較例10で
は、割れ部を除去して上記の特性評価を行っても導電率
が大幅に低下している。
ぼ同一組成の鋳塊を数本製造して、表2に示すような各
種条件で製造を行い、表2に示す各種特性を評価し、そ
れらの結果を表2に併記した。なお、熱間圧延割れが発
生したものについては、その後の加工が困難となったた
めに、製造を中止した。
1では良好な特性が得られるが、熱間加工条件、連続焼
鈍条件、1回目もしくは2回目の焼鈍条件または最終加
工度が本発明範囲から外れると、熱間加工性、強度、導
電率、バネ限界値、曲げ加工性の何れかが劣化すること
が明かである。この効果は、Snを適正量添加した合金
でも同様である。
クター、リードフレームなどの電気電子機器部品に使用
するのに好適な強度、バネ性、導電性及び曲げ成形性に
優れたコルソン系銅合金が低コストで製造可能であり、
工業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (4)
- 【請求項1】 Ni:1.0〜4.0wt%、Si:0.
1〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt%、Mn:
0.01〜0.2wt%、P:0.01wt%以下を含有
し、残部Cu及び不可避的不純物からなる銅合金を、7
00℃以上の温度で熱間加工を終了し、その後10℃/
秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施し、さらに7
00℃以上で再結晶を伴う連続焼鈍を施し、その後10
℃/秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施して40
0〜600℃で10分〜5時間の焼鈍を行うことを特徴
とする電気電子機器用銅合金の製造方法。 - 【請求項2】 Ni:1.0〜4.0wt%、Si:0.
1〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt%、Mn:
0.01〜0.2wt%、P:0.01wt%以下を含有
し、残部Cu及び不可避的不純物からなる銅合金を、7
00℃以上の温度で熱間加工を終了し、その後10℃/
秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施し、さらに7
00℃以上で再結晶を伴う連続焼鈍を施し、その後10
℃/秒以上の速度で急冷した後、冷間加工を施して40
0〜600℃で10分〜5時間の焼鈍を行い、しかる後
40%以下の加工度で冷間加工を施し、さらに250〜
500℃で1分〜5時間の焼鈍を行うことを特徴とする
電気電子機器用銅合金の製造方法。 - 【請求項3】 Ni:1.0〜4.0wt%、Si:0.
1〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt%、Mn:
0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜3.0wt%、
P:0.01wt%以下を含有し、残部Cu及び不可避的
不純物からなる銅合金を、700℃以上の温度で熱間加
工を終了し、その後10℃/秒以上の速度で急冷した
後、冷間加工を施し、さらに700℃以上で再結晶を伴
う連続焼鈍を施し、その後10℃/秒以上の速度で急冷
した後、冷間加工を施して400〜600℃で10分〜
5時間の焼鈍を行うことを特徴とする電気電子機器用銅
合金の製造方法。 - 【請求項4】 Ni:1.0〜4.0wt%、Si:0.
1〜1.0wt%、Zn:0.1〜5.0wt%、Mn:
0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜3.0wt%、
P:0.01wt%以下を含有し、残部Cu及び不可避的
不純物からなる銅合金を、700℃以上の温度で熱間加
工を終了し、その後10℃/秒以上の速度で急冷した
後、冷間加工を施し、さらに700℃以上で再結晶を伴
う連続焼鈍を施し、その後10℃/秒以上の速度で急冷
した後、冷間加工を施して400〜600℃で10分〜
5時間の焼鈍を行い、しかる後40%以下の加工度で冷
間加工を施し、さらに250〜500℃で1分〜5時間
の焼鈍を行うことを特徴とする電気電子機器用銅合金の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8946392A JP2945208B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 電気電子機器用銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8946392A JP2945208B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 電気電子機器用銅合金の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05255779A JPH05255779A (ja) | 1993-10-05 |
JP2945208B2 true JP2945208B2 (ja) | 1999-09-06 |
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ID=13971407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8946392A Expired - Fee Related JP2945208B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 電気電子機器用銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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KR101472348B1 (ko) * | 2012-11-09 | 2014-12-15 | 주식회사 풍산 | 전기전자 부품용 동합금재 및 그의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP8946392A patent/JP2945208B2/ja not_active Expired - Fee Related
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