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JPS5949293B2 - 電気電子部品用銅合金及びその製造法 - Google Patents

電気電子部品用銅合金及びその製造法

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Publication number
JPS5949293B2
JPS5949293B2 JP57096484A JP9648482A JPS5949293B2 JP S5949293 B2 JPS5949293 B2 JP S5949293B2 JP 57096484 A JP57096484 A JP 57096484A JP 9648482 A JP9648482 A JP 9648482A JP S5949293 B2 JPS5949293 B2 JP S5949293B2
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JP
Japan
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electrical
copper alloy
electronic parts
temperature
manufacturing
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Expired
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JP57096484A
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JPS58213847A (ja
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元久 宮藤
隆 松井
英和 原田
益光 副田
伸 石川
博 村門
寛顕 川本
健夫 田「ぶち」
邦夫 鎌田
安啓 中島
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent

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  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気電子部品用銅合金及びその製造法に関し、
さらに詳しくは、錫、及び、錫めつきの耐剥離性に優れ
た電気電子部品用銅合金及びその製造法に関する。
一般に、電気電子部品用合金には、高力で高専型の銅合
金が目的にかなうものであり、Cu−Ni一Si系合金
がその特性を満足するものである。
一方、また、電気電子部品用合金には錫めつき、及び、
錫めつき合金である半田めつきが施され、そして、これ
らのめつきが剥離することは上記部品の信頼性を低下す
る。そのため、電気電子部品用合金には、例えば、半田
付後高温放置試験、即ち、大気中で150℃×500h
r加熱し、その時点での錫めつき、及び、半田めつきの
耐剥離性を調査する試験が行なわれる。前述のCu−N
i−Si系合金は高力導電型であるにもかかわらず、半
田付後の高温放置試験で半田が剥離しやすく、従来電気
電子部品用として限られた用途にしか用いられていなか
つた。このような背景から、Cu−Ni−Si系合金に
種々の含有元素を加えて研究の結果、Zn、または更に
1−Cにを含有させることが耐剥性に効果のあることを
見出したのである。また、一方、X線回折の結果、Cu
−Ni−Si系合金におけて、Ni、Siを多く析出さ
せることが半田の耐剥離性に寄与していることをも見出
し、かつ、冷間加工後の焼鈍温度をNi,Siが最も多
く析出する400℃〜550℃とし、その時間を5分〜
4時間とすればよいことが判明したのである。
さらに、Cu−Ni−Si系合金は析出硬化型合金であ
ることから、熱間加工後の焼入条件によつてその後の冷
間加工性が大きく影響される。
よつて、生産性の向上、及び、安定した品質を得るため
に、焼入条件の検討を行なつた結果、焼入温度は600
℃以上とし、冷却速度は毎秒15℃以!上にする必要の
あることが判明した。本発明は上記に説明した一般的な
Cu−Ni−Si系合金の錫めつき、及び、錫合金めつ
きの耐剥離性が悪いという性質に鑑み、かつ、本発明者
の研究の結果知見した事実から完成されたものであつ,
て、錫めつき、及び、錫合金めつきの耐剥離性に優れた
電気電子部品用銅合金及びその製造法を提供するもので
ある。
本発明に係る電気電子部品用銅合金及びその製造法は、
− Z(1) N
l3.O−3.5wt%、SiO.5〜0.9wt気M
nO.O2〜1.0wt%、ZnO.l〜5.0wt%
を含有し、残部が実質的にCuからなることを特徴とす
る電気電子部品用銅合金を第1を発明とし、
二(2)
Nl3.O〜3.5wt%、SiO.5〜0.9wt
%、MnO.O2〜1.0wt%、ZnO.l〜5.0
wt%.CrO.OO5〜0.1wt96を含有し、残
部実質的にCuからなることを特徴とする電気電子部品
用銅合金を第2の発明とし、 .:(3
) Nl3.O〜3.5wt%、SiO.5〜0.9w
t%.MnO.O2〜1.0wt%、ZnO.l〜0.
5wt%を含有し、残部実質的にCuからなる銅合金を
、熱間加工後600℃以上の温度から毎秒15℃以上の
温度で冷却し、冷間加工後400℃〜550℃.で5分
〜4時間焼鈍することを特徴とする電気電子部品用銅合
金の製造法を第3の発明とする3つの発明よりなるもの
である。
本発明に係る電気電子部品用銅合金及びその製造法につ
いて詳細に説明する。
先づ、電気電子部品用銅合金の含有成分、成分割合につ
いて説明する。
Nlは強度を付与する元素であシ、含有量が3.0Wt
%未満ではSiが0.5〜0.9Wt%の範囲に含まれ
ていても強度が向上そず、また、3.5wt%を越えて
含有されると効果が飽和し、かつ経済的でない。
とつて、Ni含有量は3.0〜3.5wt%とする。S
iはNiと同様に強度を向上させる元素であるが、含有
量が0.5wt%未満ではNiが3.0〜3.5wt%
の範囲に含有されていても強度は向上せず、また、0.
9wt%を越えて含有されると導電率が低下し、更に、
熱間加工性を悪化させる。
//よつて、Si含有量は0.5〜0.9wt%とする
Mnは熱間加工性を向上させる元素であるが、含有量が
0.02wt%未満ではこの効果は少なく、また、1.
0Wt%を越えて含有されると鋳造時の鋳流れ性が悪く
な)鋳造歩留)が著しく低下する。よつて、Mn含有量
は0.02〜1.0wt96とする。Znは錫めつき、
及び、錫合金めつきの耐剥離性に著しい改善効果を与え
る元素であるが、その含有量が0.1wt%未満ではそ
の効果が少なく、また、5.0wt%を越えて含有され
ると半田付性が悪化する。よつて、Zn含有量は0.1
〜5.0wt%とする。CrはZnと同様に錫めつき、
及び、錫合金めつきの耐剥離性に良い影響を付与する元
素であるが、Cr単独ではZn単独程の効果は期待でき
ない。
即ち、Znを0.1〜5.0wt%の範囲含有されてい
ても、Cr含有量が0.005wt%未満では効果は少
なく、また、0.1wt911を越えて含有されると鋳
造時の鋳流れ性が著しく悪化し鋳造歩留ジを悪化させる
。よつて、Cr含有量は0.005〜0.1wt$)と
する。次に、製造法について説明する。
通常の溶製法により鋳造した鋳物に熱間加工を行なつた
後、600℃以上の温度から冷却速度15℃/秒以上で
冷却するのであるが、温度が600℃未満では冷却速度
を15℃/秒以上としてもこの状態における材料は既に
析出硬化してお)、その後の冷間加工性を悪化させ、ま
た、600℃以上の温度であつても冷却速度が15℃/
秒未満では上記同様析出硬化し、その後の冷間加工性を
悪化させる。
よつて、焼入温度は600℃以上とし、冷却速度も15
℃/秒以上とするのである。次に、冷間力旺後の焼鈍は
錫めつき、及び、錫合金めつきの剥離性に影響を与える
ものであ)、錫めつき、及び、錫合金めつきが剥離する
のは、X線回析の結果、Ni,Siの析出量が少なく、
N(Siが固溶している時に顕著であることが確認され
た。しかして、上記した本発明に係る電気電子部品用銅
合金は冷間加工後の焼鈍でNi,Siの析出が最も多く
なる温度、即ち、導電率の最も高くなる温度が500℃
であ)、400℃未満の温度ではNi.Si化合物の析
出量が少ない。これら固溶したNi、及び、Siは上記
したように耐剥実施例苧離性に悪影響を与える。
よつて、焼鈍温度は400℃〜550℃とし、焼鈍時間
は5分未満では析出量が不足し、4時間を越えることは
熱経済上から無駄である。よつて、焼鈍温度は400〜
550℃で、焼鈍時間は5分〜4時間とする。本発明に
係る電気電子部品用銅合金及びその製造法の実施例を比
較例と共に説明する。
第1表に示す含有成分、成分割合の鋳塊となるように次
の方法によ)製造する。
高純度Cuをクリプトル炉で木炭被覆下で約1200℃
で溶解する。
装入するCuの約20%を残しておき、目標のNi含有
量となるようにN1を投入し溶け落ち後にSlを投入し
、場合によつては更にCrをCu−10Crの中間合金
を投入する。これらの原料が溶け落ちた後、上記の残部
Cuを装入して溶温度を1180℃〜1190℃まで低
下させてZnを添加後、金型に鋳込み、面削後に50t
×80wX1301mmの鋳塊とする。次にこれらの鋳
塊を850℃に加熱し、厚さ15mmまで熱間加工した
後700℃から水中に投入した。
この時の冷却速度は30℃/秒である。次に、0.5m
mまで冷間加工を施し、500℃で2hr焼鈍し半田付
け試験に供した。試料の調整方法を説明すると、上記の
焼鈍材を0.5tx25w×501mmに切断し、スコ
ツチブライトにて研摩後、電解研摩を施し、MILST
D−202EMcth0d208Cに基いて錫合金であ
る半田付けを行なつた。その後、高温放置試験を行なつ
た。その条件は、大気中で15℃×500hr加熱する
ものである。剥離の評価方法は半田部を180℃に曲げ
、再度曲げを戻した状態でテーピングするものである。
第2表に本発明合金と比較合金の半田付け性を示し、第
3表に高温放置試験後の剥離性を示す。
第2表、及び、第3表よ)明らかであるが、本発明に係
る電気電子部品用銅合金は半田付け性が良く、しかも、
半田が剥離せず電気電子部品として極めて信頼性の高い
ことがわかる。次に、本発明に係る電気電子部品用銅合
金の製造法を比較例と共に説明する。
即ち、第1表に示すNO.2の銅合金を50mmから1
5mmまで850℃で熱間加工後700℃で焼入れした
その冷却速度は30℃/秒である。次に、0.5mmま
で冷間加工を行ない375℃、及び、400℃から50
℃間隔で600℃の温度で2時間焼鈍した。なお、50
0℃の温度では3分間焼短時間焼鈍を行ない、高温放置
試験に供した。試料の調整方法、半田付け方法、及び、
評価方法は上記した通)である。第4表に本発明に係る
製造法と比較法の半田剥離性を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Ni3.0〜3.5wt%、Si0.5〜0.9w
    t%、Mn0.02〜1.0wt%、Zn0.1〜5.
    0wt%を含有し、残部が実質的にCuからなることを
    特徴とする電気電子部品用銅合金。 2 Ni3.0〜3.5wt%、Si0.5〜0.9w
    t%、Mn0.02〜1.0wt%、Zn0.1〜5.
    0wt%、Cr0.05〜0.1wt%を含有、残部実
    質的にCuからなることを特徴とする電気電子部品用銅
    合金。 3 Ni3.0〜3.5wt%、Si0.5〜0.9w
    t%、Mn0.02〜1.0wt%、Zn0.1〜5.
    0wt%を含有し、残部実質的にCuからなる銅合金を
    、熱間加工後600℃以上の温度から毎秒15℃以上の
    温度で冷却し、冷間加工後400℃〜550℃で5分〜
    4時間焼鈍することを特徴とする電気電子部品用銅合金
    の製造法。
JP57096484A 1982-06-05 1982-06-05 電気電子部品用銅合金及びその製造法 Expired JPS5949293B2 (ja)

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JPS58213847A JPS58213847A (ja) 1983-12-12
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