JPH04180532A - 通電材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リードフレーム、端子、コネクター、バスバ
ー（ブスバーともいう）間でのマイグレーションの発生
を抑えた電気部品材料用の通電材料に関する。

〔従来の技術］ 近年、電子、電気機器等の小型軽量化が進み、使用され
るコネクター等の部品も小型化するとともに、部品間の
距離も著しく短くなる傾向にある。

又、回路はますます集積化される傾向にある。すなわち
、従来、個々の電子部品はリード線により接続されて回
路が形成されていたが、部品数が増すに従い回路が複雑
となるので、これらを集積化することにより回路の小型
化が進められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の小型化、集積化された回路において、異なる回路
又は配線が小型化のためにわずがな間隔をおいて隔てら
九でいるが、この間隔内に水などの電解質が介在すると
電気化学的反応が生じ、高電位側の通電部の材料となっ
ている銅合金から溶解した銅イオンが低電位側で析出し
、更にその量が増すと短絡する現象が生じる。この現象
をマイグレーションといい、゛このようなマイグレーシ
ョンが起ると、回路が正常に機能しなくなる。したがっ
て、近年では高い導電率を有し、かつ、マイグレーショ
ンの発生しない材料が強く望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記の問題点に鑑み、マイグレーションの
研究を進め、陽極側に接続さ九た端子、コネクター、バ
スバー等の通電材料として８１０．０５〜１．０ｗｔ％
とＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉのうち１種又は２種以
上を総量で０．０５〜１．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び
不可避的不純物からなる合金の酸素含有量が２０ｐｐｍ
以下であり、添加元素が固溶状態であることを特徴とす
る。

あるいはＳｉ０．０５〜１．０ｗｔ％とＮｉ、Ｆｅ、Ｇ
ｏ、Ｃｒ、’Ｔｉうち１種又は２種以上を総量で０．０
５〜１．０ｗｔ％含み、さらに副成分としてＺｎｙＳｎ
’、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａ！、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ−Ａｇ、Ｐ
ｂ、、Ｂｅ、Ｚｒからなる１種又は２種以上を総量でＯ
３Ｏ○１〜；）、ＯＷ　ｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可
避的不純物からなる合金の酸素含有量が２０ｐｐｍ以下
であり、添加元素が固溶状態であることを特徴とする。

さらに上記合金の結晶粒度が３０μｍ以下であることを
特徴とするものである。

〔発明の詳細な説明〕

本発明にしたがってＣｕに添加される元素のそれぞれの
添加量は次のことを考慮して定められる。

すなわち、まずＳｉは銅及び銅合金に含有されることに
より、銅及び銅合金のマイグレーション性を抑制する効
果を有する元素である。

マイグレーション現象を抑制する機構は明確ではないが
、Ｓｉの存在によりＣｕイオンの溶出量が減少し、Ｓｉ
の化合物の生成により、析出したＣｕ粒子を介する通電
が妨害されることによって。

電極間のマイグレーション現象か抑制されると推察され
る。

Ｓｉ含有量を０．０５〜１．０ｗｔ％とする理由は、Ｓ
ｉ含有量がＱ、Ｑ５ｗｔ％未満では、マイグレーション
現象を抑制する効果がなく、１．０ｗｔ％を超えるとマ
イグレーション現象の抑制効果はあるが、導電率が低下
し、通電時の発熱量が大きくなり、熱放散性も低くなる
ためである。

Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉの１種または２種以上の
含有量を０．０５〜１．０ｗｔ％とする理由は、これら
元素はマイグレーション現象の抑制効果を持つとともに
強度向上にも寄与するものであるが、０．０５ｗｔ％未
満ではその効果は低く、１．０ｗｔ％を超えると導電率
の低下が著しくなるためである。

更に副成分としてＺｎ、Ｓｎ、Ｍｇｘ　Ｍｎ、Ａ１、Ｂ
、Ｐ−Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｚｒからなる１
種又は２種以上をＯ，００１ｗｔ％以上５．Ｏｗ　ｔ％
以下添加するのは、強度を向上させるためであるが、０
．００１ｗｔ％未満ではその効果はなく、５．０ｗｔ％
を超えると導電率が低下するためである。

Ｓｉ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉを固溶状態とする
理由は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＴｉはＳｉと析出物
を生成し易いが、析出物がある大きさを超えると急激に
マイグレーション現象が発生し易くなるため、固溶状態
として耐マイグレーション性を維持するためである。

酸素含有量を２０ｐｐｍ以下とした理由は。

Ｓｉが酸化物として合金中にとらえられているとマイグ
レーション性の改善には寄与しない事が判明したためで
ある。すなわち、酸素含有量が２０ｐｐｍを超える合金
中ではＳｉは酸化物としてとらえられ易く、Ｓｉ酸化物
が生成されるとさらにそこにＳｉの濃化が起こり易いた
め、マイグレーション性が急激に低下するためである。

結晶粒度を３０μｍ以下とした理由は、結晶粒度が３０
μｍを超えて粗大化してくると、加工性が低下するとと
もに、マイグレーション性も低下する傾向が見られるた
めである。

〔実施例〕

以下に本発明の具体例を示す。

まず、第１表に示す組成の本発明合金及び比較合金を不
活性雰囲気中で溶解鋳造し、固剤後熱間圧延し、その後
冷間圧延、焼鈍酸洗をくり返し、４００〜９００℃で一
定時間の最終焼鈍により結晶粒度を調整し、酸洗後加工
度２０％で冷間圧延した０、６ｗｎの厚さの板を得た。

そして１２０゜エメリー紙で表面を研磨した。

これらの供試材について引張強さ、伸び、導電率、耐マ
イグレーション性を評価した。耐マイグレーション性は
供試材を１０＋ｎＸ１００＋＋ｏに切断し、２枚１組と
して、第１図に示すようにセットした供試材を第２図に
示すようにして水道水中（３００ｃｃ）中に浸漬した。

次にこの２枚の供試材に１４Ｖの直流電圧を加え、経過
時間に対する電流値の変化を記録計にて測定した。この
結果の代表例を第３図に示す。又、各供試材における電
流値が１．ＯＡになるまでの時間（第３図中矢印）を第
１表に示す。

第１表より、本発明合金Ｎα１〜８はいｔ判も導電率が
３４％ｌＡＣ３以上でかつと耐マイクレージョン性に優
れ、ＩＪ　−トフレームや自動車の端子、コネクター、
バスバー等の耐マイクレージョン性の求められる通電材
料として最適な合金であることがわかる。

また、比較合金Ｎａ　９は本発明合金Ｎｏｌに比へＳｌ
含有量が少ないため耐マイグレーション性が悪い、比較
合金Ｎα１０はＳｉ含有量が多すぎるため、導電率が低
い。比較合金ＮＱＩＩは本発明合金Ｎα３に比べ酸素含
有量が多いため耐マイクレージョン性が悪い。比較台金
Ｎα１２は本発明合金Ｎα４に比へ添加元素が析出物と
なり完全に固溶していないため耐マイグレーション性が
悪い。比較合金Ｎｏ１３は本発明合金Ｎａ　５に比べ結
晶粒が大きすぎるため、耐マイグレーション性が悪い。

比較合金Ｎα１４は従来自動車のバスバー等に用いられ
ている黄銅１種で耐マイグレーション性は高いが、導電
率が低い。

比較合金Ｎｎ１５は無酸素銅で導電率は高いが耐マイグ
レーション性が低い。

〔発明の効果〕

本発明の通電材料は高い導電率を有し、かつ、耐マイグ
レーション性の優れた材料である。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は耐マイグレーション性のテストのための供試材
の斜視図、第２図は同テストの説明図、第３図は測定結
果を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉ０．０５〜１．０ｗｔ％とＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ
   、Ｃｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を０．０５〜
   １．０ｗｔ％含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる
   合金の酸素含有量が２０ｐｐｍであり、添加元素が固溶
   状態であることを特徴とする通電材料。
2. （２）Ｓｉ０．０５〜１．０ｗｔ％とＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ
   、Ｃｒ、Ｔｉのうちの１種または２種以上を０．０５〜
   １．０ｗｔ％とさらに副成分としてＺｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、
   Ｍｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｂｅ、
   Ｚｒからなる１種または２種以上を総量で０．００１〜
   ５．０ｗｔ％を含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からな
   る合金の酸素含有量が２０ｐｐｍであり、添加元素が固
   溶状態であることを特徴とする通電材料。
3. （３）結晶粒度が３０μｍ以下であることを特徴とする
   （１）ないし（２）項記載の通電材料。