電子電氣設備用銅合金、電子電氣設備用銅合金薄板、電子電氣設備用零件、端子及母線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種作為半導體裝置的連接器、其他端子、電磁繼電器的可動導電片、 引線框架、母線等電子電氣設備用零件而使用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、電子電氣設備用零件、端子及母線。
[0002] 本申請主張基于2013年8月12日在日本申請的專利申請2013-167829號的優(yōu)先權， 并將其內容援用于此。
【背景技術】
[0003] 以往，隨著電子設備、電氣設備等小型化及輕量化，使用于這些電子設備、電氣設 備等中的連接器等端子、繼電器、引線框架和母線等電子電氣設備用零件的小型化及薄壁 化得以實現(xiàn)。因此作為構成電子電氣設備用零件的材料，要求彈性、強度和彎曲加工性優(yōu)異 的銅合金。尤其，如非專利文獻1所記載，作為連接器等端子、繼電器、引線框架和母線等電 子電氣設備用零件而使用的銅合金，優(yōu)選屈服強度較高的銅合金。
[0004] 并且，在要求特別高的導電率的用途的情況下使用⑶A合金No .15100(Cu-Zr系合 金）。并且，在專利文獻1-3中提出了將上述Cu-Zr系合金作為基體而進一步提高特性的銅合 金。
[0005] 這些Cu-Zr系合金為析出硬化型銅合金，在維持較高的導電率的同時強度得到提 高，并且耐熱性也優(yōu)異。
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開昭52-003524號公報 [0008] 專利文獻2:日本特開昭63-130737號公報 [0009] 專利文獻3:日本特開平06-279895號公報 [00?0]非專利文獻
[0011]非專利文獻1:野村幸矢、「=氺夕夕用高性能銅合金條仍技術動向i當社仍開発 戦略」、神戸製鋼技報￥〇1.54如.1(2004)?.2 - 8(野村幸矢、"連接器用高性能銅合金條的技 術動向和本公司的開發(fā)戰(zhàn)略"，KOBE STEEL ENGINEERING REPORTS ν〇1·54Νο·1(2004)ρ·2-8)
[0012] 然而，連接器等端子、繼電器、引線框架和母線等電子電氣設備用零件例如通過對 銅合金的板材進行沖壓沖孔，并且根據需要實施彎曲加工等而被制造。因此，對上述銅合金 也要求良好的剪切加工性，以便在進行沖壓沖孔等時能夠抑制沖壓模具的磨損或毛刺的產 生。
[0013] 在此，上述Cu-Zr系合金為了確保較高的導電率而具有接近于純銅的組成，且延展 性較高，剪切加工性卻并不良好。若詳細敘述，則在進行沖壓沖孔時，存在產生毛刺、且無法 以高尺寸精度進行沖孔的問題。另外，還存在模具容易磨損的問題或產生較多的沖孔肩的 問題。
[0014] 尤其，最近，隨著電子設備、電氣設備等的進一步小型化及輕量化，要求使用于這 些電子設備、電氣設備等中的連接器等端子、繼電器、引線框架和母線等電子電氣設備用零 件的進一步小型化及薄壁化。因此從以高尺寸精度成形電子電氣設備用零件的觀點來看， 作為構成這些電子電氣設備用零件的材料而要求充分提高剪切加工性的銅合金。
[0015] 在此，若提高銅合金的維氏硬度，則剪切加工性提高。另外，若提高銅合金的維氏 硬度，則表面的不易受損性(耐磨損性)也提高。因此，作為用作電子電氣設備用零件的銅合 金，優(yōu)選上述維氏硬度較高的銅合金。
[0016] 并且，在連接器等端子中，為了確保接觸壓力而需要進行嚴格的彎曲加工，要求比 以往更優(yōu)異的屈服強度。
[0017] 另外，在使用于混合動力汽車、電動車等中的耗電較大的電子電氣設備用零件中， 為了抑制通電時的電阻發(fā)熱而需要確保較高的導電率。

【發(fā)明內容】

[0018] 本發(fā)明是以如上所述的情況為背景而完成的，其目的在于提供一種具有較高的導 電率和較高的屈服強度且維氏硬度較高，并適用于連接器等端子或繼電器、母線等電子電 氣設備用零件中的由Cu-Zr系合金構成的電子電氣設備用銅合金、和由該電子電氣設備用 銅合金構成的電子電氣設備用銅合金薄板、電子電氣設備用零件、端子及母線。
[0019] 為了解決該課題，本發(fā)明人等經過進行深入的研究結果發(fā)現(xiàn)，通過對Cu-Zr系合金 添加少量的Si并優(yōu)化Zr/Si的質量比，能夠提高導電率及屈服強度，并且可以大幅度提高維 氏硬度。
[0020] 本發(fā)明是根據這些見解而完成的，本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金的特征為，具 有以下組成，即含有0.01質量％以上且小于0.11質量％的2匕0.002質量％以上且小于0.03 質量％的Si，剩余部分由Cu及不可避免的雜質構成，且Zr的含量（質量％ )與Si的含量(質 量％ )之比Zr/Si設在2以上且30以下的范圍內。
[0021] 根據上述結構的電子電氣設備用銅合金，由于含有上述范圍內的Zr和Si，因此通 過析出硬化，在維持較高的導電率的同時能夠實現(xiàn)屈服強度的提高。
[0022] 或者，在維持較高的屈服強度的同時能夠進一步提高導電率。并且，通過析出物粒 子分散于銅的母相中而能夠提高維氏硬度。
[0023] 并且，由于將Zr的含量(質量％ )與Si的含量(質量％ )之比Zr/Si設在2以上且30以 下的范圍內，因此不會存在剩余的Si或Zr，而Si或Zr固溶于銅的母相中，從而能夠抑制導電 率的降低。
[0024] 在此，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，優(yōu)選具有含有Cu、Zr和Si的Cu-Zr-Si 粒子。
[0025]作為含有Cu、Zr和Si的Cu-Zr-Si粒子存在以下兩種粒子，即在熔解鑄造時結晶或 偏析的粒徑為Ιμπι以上且50μπι以下的較粗的粒子、及在隨后的熱處理等中析出的粒徑為lnm 以上且500nm以下的微細的粒子。
[0026] 粒徑為Ιμπι以上且50μπι以下左右的比較粗的Cu-Zr-Si粒子并不有助于強度的提 高，但是在實施以沖壓沖孔等為代表的剪切加工時成為破裂的起點，因此可以大幅度提高 剪切加工性。
[0027] 另一方面，粒徑為1~500nm左右的微細的Cu-Zr-Si粒子有助于強度的提高，在維 持較高的導電率的同時能夠實現(xiàn)屈服強度的提高。或者在維持較高的屈服強度的同時能夠 進一步提高導電率。并且，通過提高維氏硬度，在母相中形成位錯密度較高的組織，且在剪 切加工時容易導致斷裂，因此塌邊或毛刺的大小得到抑制，剪切加工性提高。
[0028] 并且，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，優(yōu)選所述Cu-Zr-Si粒子的至少一部 分的粒徑設在lnm以上且500nm以下的范圍內。
[0029] 如上所述，粒徑設在lnm以上且500nm以下的范圍內的微細的Cu-Zr-Si粒子明顯有 助于強度的提高。因此在維持較高的導電率的同時能夠實現(xiàn)屈服強度的提高?；蛘咴诰S持 較高的屈服強度的同時能夠進一步提高導電率。
[0030] 并且，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，進一步可以在合計0.005質量％以上 且0.1質量％以下的范圍內，含有六8、311^1、附、211和1%中的任意一種或兩種以上。
[0031] 該情況下，通過這些元素固溶于銅的母相中而能夠進一步提高屈服強度。另外，由 于含量為〇. 1質量％以下，因此能夠維持較高的導電率。
[0032] 并且，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，進一步可以在合計0.005質量％以上 且0.1質量％以下的范圍內，含有Ti、Co和Cr中的任意一種或兩種以上。
[0033] 該情況下，這些元素單獨或者作為化合物析出，從而不用降低導電率便能夠進一 步提高屈服強度。
[0034] 并且，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，進一步可以在合計0.005質量％以上 且0.1質量％以下的范圍內，含有P、Ca、Te和B中的任意一種或兩種以上。
[0035] 該情況下，這些元素在熔解鑄造時通過結晶及偏析而形成較粗的粒子，并分散于 銅的母相中。這些較粗的粒子在實施以沖壓沖孔等為代表的剪切加工時成為破裂的起點， 因此可以大幅度提高剪切加工性。
[0036] 并且，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，優(yōu)選導電率為80%IACS以上。
[0037]該情況下，析出物粒子充分地分散于母相中，可以可靠地提高屈服強度。并且，能 夠作為要求特別高的導電率的電子電氣用零件的原材料而使用。
[0038]另外，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，優(yōu)選具有0.2%屈服強度為300MPa以 上的力學性能。
[0039] 0.2%屈服強度為300MPa以上的情況下，因不容易塑性變形而尤其適合于連接器 等端子、繼電器、引線框架和母線等電子電氣設備用零件。
[0040] 另外，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金中，優(yōu)選具有100HV以上的維氏硬度。
[0041] 通過將維氏硬度設為100HV以上而更可靠地在母相中形成位錯密度較高的組織， 由于在剪切加工時容易導致斷裂，因此塌邊或毛刺的大小得到抑制，且剪切加工性提高。
[0042] 本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金薄板的特征在于，由上述電子電氣設備用銅合金 的乳材構成，厚度在〇.〇5mm以上且1.0mm以下的范圍內。
[0043] 這種結構的電子電氣設備用銅合金薄板，能夠作為連接器、其他端子、電磁繼電器 的可動導電片、引線框架和母線等的原材料而適當地使用。
[0044] 在此，在本發(fā)明的電子電氣設備用銅合金薄板中，也可以在表面實施有鍍Sn或鍍 Ag〇
[0045] 本發(fā)明的電子電氣設備用零件的特征為，由上述電子電氣設備用銅合金構成。另 外，本發(fā)明中的