電子電氣設備用銅合金、電子電氣設備用銅合金薄板、電子電氣設備用導電元件及端子制造技術

本發明專利技術的電子電氣設備用銅合金的一方式含有大于2.0質量％且36.5質量％以下的Zn、0.10質量％以上且0.90質量％以下的Sn、0.15質量％以上且小于1.00質量％的Ni、0.005質量％以上且0.100質量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，元素含量的原子比滿足3.0＜Ni/P＜100.0及0.10＜Sn/Ni＜2.90，并且含有Cu、Zn及Sn的α相的表面的維氏硬度為100以上。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用作半導體裝置的連接器、其他端子、或者電磁繼電器的可動導電片、或引線框架等電子電氣設備用導電元件的Cu-Zn-Sn系電子電氣設備用銅合金、使用該電子電氣設備用銅合金的電子電氣設備用銅合金薄板、電子電氣設備用導電元件及端子。本申請基于2013年7月10日在日本申請的專利申請2013-145008號、及2013年12月27日在日本申請的專利申請2013-273549號主張優先權，并將其內容援用于此。
技術介紹
作為上述電子電氣設備用導電元件，從強度、加工性、成本平衡等觀點來看，Cu-Zn合金一直以來被廣泛使用。并且，當為連接器等端子時，為了提高與相對側導電部件的接觸的可靠性，有時對由Cu-Zn合金構成的基材(原材料板)的表面實施鍍錫(Sn)來使用。以Cu-Zn合金作為基材對其表面實施鍍Sn的連接器等導電元件中，為了提高鍍Sn材的再利用性，并且提高強度，有時使用Cu-Zn-Sn系合金。在此，例如連接器等電子電氣設備用導電元件一般是通過對厚度為0.05～1.0mm左右的薄板(軋制板)實施沖壓加工而作成規定形狀，且通過對其至少一部分實施彎曲加工而制造。此時，上述導電元件以在彎曲部分附近與對方側相對側導電部件進行接觸來獲得與相對側導電部件的電連接，并且通過彎曲部分的彈性而維持與相對側導電部件的接觸狀態的方式使用。使用于這種電子電氣設備用導電元件的電子電氣設備用銅合金，希望導電性、軋制性和沖壓加工性優異。并且，如前所述，實施彎曲加工并通過其彎曲部分的彈性在彎曲部分附近維持與相對側導電部件的接觸狀態的方式使用的連接器等的情況下，要求彎曲加工性、耐應力松弛特性優異。因此，在例如專利文獻1～4中提出了用于提高Cu-Zn-Sn系合金的耐應力松弛特性的方法。并且，在專利文獻4中，提出了在沖壓加工時，提高剪切加工性，以能夠抑制沖壓模具產生磨損和毛刺的Cu-Zn-Sn系合金。專利文獻1中示出了通過使Cu-Zn-Sn系合金中含有Ni而生成Ni-P系化合物，從而能夠提高耐應力松弛特性，且添加Fe對于提高耐應力松弛特性也有效。專利文獻2中記載了通過在Cu-Zn-Sn系合金中與P一同添加Ni、Fe而生成化合物，從而能夠提高強度、彈性、耐熱性，上述強度、彈性、耐熱性的提高可以認為意味著耐應力松弛特性的提高。并且，專利文獻3中記載了通過在Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni，并將Ni/Sn比調整為在特定的范圍內，由此能夠提高耐應力松弛特性，并且記載有微量添加Fe對于耐應力松弛特性的提高也有效的內容。以引線框架材料作為對象的專利文獻4中，記載了通過在Cu-Zn-Sn系合金中與P一同添加Ni、Fe，將(Fe+Ni)/P的原子比調整為在0.2～3的范圍內，從而生成Fe-P系化合物、Ni-P系化合物、Fe-Ni-P系化合物，由此能夠提高耐應力松弛特性的內容。并且，該專利文獻4中記載了通過在Cu-Zn-Sn系合金中添加不固溶于銅的母相中的Pb、Bi、Se、Te、Ca、Sr及MM(混合稀土金屬)之類的元素，這些元素作為沖壓加工時的斷裂點發揮作用，提高沖壓加工性的內容。然而，最近實現電子電氣設備的進一步的小型化及輕量化，在用于電子電氣設備用導電元件的電子電氣設備用銅合金中，要求進一步提高強度、彎曲加工性、耐應力松弛特性。然而，專利文獻1、2中僅考慮Ni、Fe、P個別含量，僅調整這些個別含量，并不一定能夠可靠且充分地提高耐應力松弛特性。并且，專利文獻3中雖公開了調整Ni/Sn比，但完全沒有考慮到P化合物與耐應力松弛特性的關系，無法實現耐應力松弛特性的充分且可靠的提高。而且，專利文獻4中，僅調整Fe、Ni、P的合計量與(Fe+Ni)/P的原子比，無法實現耐應力松弛特性的充分的提高。如上所述，以往所提出的方法無法使Cu-Zn-Sn系合金的耐應力松弛特性充分提高。因此，在上述結構的連接器等中，隨時間或者在高溫環境下，殘余應力松弛而無法維持與相對側導電部件的接觸壓力，從而有容易在早期發生接觸不良等的缺陷的問題。為避免這種問題，以往不得不加大材料的壁厚，從而導致材料成本的上升、重量的增加。因此，強烈希望進一步可靠且充分地改善耐應力松弛特性。并且，伴隨電子電氣設備的進一步的小型化及輕量化，沖壓成型(沖壓加工)的高精度化成為重要的課題。因此，與以往相比，要求剪切加工性優異的電子電氣設備用銅合金。然而，上述Cu-Zn-Sn系合金在沖壓加工時，因剪切產生毛刺等所造成的模具的磨損、產生沖壓屑成為問題，剪切加工性不充分。在此，專利文獻4中，公開了通過對Cu-Zn-Sn系合金添加Pb、Bi、Se、Te、Ca、Sr及MM之類的元素，從而提高剪切加工性，但僅添加這些元素，無法使剪切加工性充分提高。并且，由于Pb、Bi、Te之類的元素為低熔點金屬，因此有可能熱加工性會大幅劣化。專利文獻1：日本專利公開平05-33087號公報專利文獻2：日本專利公開2006-283060號公報專利文獻3：日本專利第3953357號公報專利文獻4：日本專利第3717321號公報本專利技術是以如上所述的情況為背景而完成的，其課題在于提供一種耐應力松弛特性可靠且充分，并且強度、彎曲加工性、剪切加工性優異的電子電氣設備用銅合金、使用該電子電氣設備用銅合金的電子電氣設備用銅合金薄板、電子電氣設備用導電元件及端子。
技術實現思路
本專利技術人們重復積極地實驗研究的結果發現通過滿足以下條件(a)、(b)，能夠獲得可靠且充分提高耐應力松弛特性，且在強度、彎曲加工性、剪切加工性優異的銅合金，從而完成本專利技術。(a)在Cu-Zn-Sn系合金中適量添加Ni，并且適量添加P，且將Ni的含量與P的含量之比Ni/P、及Sn的含量與Ni的含量之比Sn/Ni分別以原子比計調整為在適當的范圍內。(b)同時，將含有Cu、Zn及Sn的α相的表面中的維氏硬度設為100以上。并且，發現通過與上述的Ni、P同時添加適量的Fe及Co，能夠更進一步提高耐應力松弛特性及強度。本專利技術所涉及的電子電氣設備用銅合金的特征在于，含有大于2.0質量％且36.5質量％以下的Zn、0.10質量％以上且0.90質量％以下的Sn、0.15質量％以上且小于1.00質量％的Ni、0.005質量％以上且0.100質量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，Ni的含量與P的含量之比Ni/P以原子比計，滿足3.0＜Ni/P＜100.0，并且，Sn的含量與Ni的含量之比S本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子電氣設備用銅合金，其特征在于，所述電子電氣設備用銅合金含有大于2.0質量％且36.5質量％以下的Zn、0.10質量％以上且0.90質量％以下的Sn、0.15質量％以上且小于1.00質量％的Ni、0.005質量％以上且0.100質量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，Ni的含量與P的含量之比Ni/P以原子比計，滿足3.0＜Ni/P＜100.0，并且，Sn的含量與Ni的含量之比Sn/Ni以原子比計，滿足0.10＜Sn/Ni＜2.90，并且，含有Cu、Zn及Sn的α相的表面的維氏硬度為100以上。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.07.10 JP 2013-145008;2013.12.27 JP 2013-273541.一種電子電氣設備用銅合金，其特征在于，
所述電子電氣設備用銅合金含有大于2.0質量％且36.5質量％以下的Zn、0.10質
量％以上且0.90質量％以下的Sn、0.15質量％以上且小于1.00質量％的Ni、0.005質
量％以上且0.100質量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，
Ni的含量與P的含量之比Ni/P以原子比計，滿足3.0＜Ni/P＜100.0，
并且，Sn的含量與Ni的含量之比Sn/Ni以原子比計，滿足0.10＜Sn/Ni＜2.90，
并且，含有Cu、Zn及Sn的α相的表面的維氏硬度為100以上。
2.根據權利要求1所述的電子電氣設備用銅合金，其特征在于，
含有Cu、Zn及Sn的α相的晶粒的平均結晶粒徑在0.1μm以上且15μm以下的
范圍內，并包含含有Ni與P的析出物。
3.根據權利要求1或2所述的電子電氣設備用銅合金，其特征在于，
通過EBSD法以0.1μm測定間隔的步長測定1000μm2以上的測定面積，并排除
通過數據分析軟件OIM分析的CI值為0.1以下的測定點而對含有Cu、Zn及Sn的α
相進行分析，將相鄰的測定點間的方位差大于15°的測定點間作為晶界，且Σ3、Σ9、
Σ27a、Σ27b的各晶界長度之和Lσ相對于晶界總長度L的比率、即特殊晶界長度比
率Lσ/L為10％以上。
4.一種電子電氣設備用銅合金，其特征在于，
所述電子電氣設備用銅合金含有大于2.0質量％且36.5質量％以下的Zn、0.10質
量％以上且0.90質量％以下的Sn、0.15質量％以上且小于1.00質量％的Ni、0.005質
量％以上且0.100質量％以下的P，
并且，含有0.001質量％以上且小于0.100質量％的Fe及0.001質量％以上且小于
0.100質量％的Co的任一方或兩方，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，
Ni、Fe及Co的合計含量(Ni+Fe+Co)與P的含量之比(Ni+Fe+Co)/P以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牧一誠，森廣行，山下大樹，
申請(專利權)人：三菱綜合材料株式會社，三菱伸銅株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP