(57)【要約】【課題】導電率、強度、応力緩和特性、曲げ加工性、耐マイグレーション特性および加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性に優れた電気・電子部品用銅合金およびＳｎめっき銅合金材。【解決手段】Ｆｅ：０．１〜０．３質量％、Ｐ：０．０５〜０．１５質量％、Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％、Ｓｎ：０．０１〜０．２質量％およびＺｎ：０．０５〜０．５質量％を含み、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量について、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０〜４．０、かつ、Ｆｅ＞Ｍｇ、の関係を満たし、ビッカース硬さが１３０以上、圧延方向に対して平行方向および直角方向において、１５０℃で１０００時間加熱後の応力緩和率が３５％以下であり、１５０℃で１０００時間加熱後もＳｎめっきが剥離しないことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．１〜０．３質量％、Ｐ：０．０５〜０．１５質量％、Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％、Ｓｎ：０．０１〜０．２質量％およびＺｎ：０．０５〜０．５質量％を含み、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、
Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量について、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０〜４．０、かつ、Ｆｅ＞Ｍｇ、の関係を満たし、ビッカース硬さが１３０以上、圧延方向に対して平行方向および直角方向において、１５０℃で１０００時間加熱後の応力緩和率が３５％以下であり、１５０℃で１０００時間加熱後もＳｎめっきが剥離しないことを特徴とする導電率および強度に優れる電気・電子部品用銅合金。
【請求項２】
請求項１に記載の電気・電子部品用銅合金からなる銅合金母材と、
前記銅合金母材の表面に形成された厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と、
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成された厚さ０．３〜３．０μｍのＳｎめっき層と、を有することを特徴とするＳｎめっき銅合金材。
【請求項３】
請求項１に記載の電気・電子部品用銅合金からなる銅合金母材と、
前記銅合金母材の表面に形成された厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成された厚さ０．３〜２．０μｍのＳｎめっき層と、を有し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層、及び前記Ｓｎめっき層は、前記銅合金母材の表面に形成したＳｎめっき層をリフロー処理することにより形成されたものであることを特徴とするＳｎめっき銅合金材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品の素材として用いられる導電率および強度に優れる銅合金に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅合金は、強度、導電性および熱伝導性に優れることから、家電製品の部品、半導体装置用リードフレーム等の半導体部品、プリント配線板等の電気・電子部品材料、開閉器部品、バスバー、端子・コネクタ等の機構部品や産業用機器などの各種用途に用いられる。
【０００３】
これらの各種用途に用いられる銅合金には、強度、導電性および熱伝導性以外に、その用途に応じて、各種の特性が求められる。例えば、車載用ジャンクションボックス（以下、「ＪＢ」と略す）のバスバーとして、図１に示す接点構造を有するものが知られており、このバスバー１では、圧接部２ａ，２ｂを有するメス端子部３と、リレーやヒューズなどのオス端子４との電気的な接触を維持するために、応力の集中するメス端子部３の圧接部２ａ，２ｂの下部５は、強度、応力緩和特性等の特性に優れることが求められる。特に、応力緩和特性は、電気的接触を良好に保つために重要な特性である。また、バスバー１の板厚は、通常０．６４〜０．８ｍｍと厚く、曲げが困難であるため、種々の加工に耐え得る曲げ加工性も重要な特性となる。
【０００４】
また、近年の車載電装用部品における低コスト化、小型化および軽量化の傾向から、車載ＪＢ用バスバーの材料には、従来から要望されている機械的特性に加えて、一段と高い導電率［具体的には、６０％ＩＡＣＳ以上〔ＩＡＣＳ：万国標準軟銅（International Annealed Copper Standard）〕］であることが望まれている。
【０００５】
さらに、従来、バスバーは、耐食性を高めるためにＳｎめっきを施した状態で使用されている。ここで、前記のとおり、ＪＢにおける近年の小型化および軽量化の要求に適応するため、バスバーに直接、半導体を実装するタイプが増加しており、耐食性だけでなく加熱後のめっき耐熱剥離性などの特性も重要になってきている。
【０００６】
そこで、これらの問題に対応するため、各種の銅合金が提案されている。例えば、特許文献１には、バスバー、自動車用コネクタ端子、電気・電子部品の端子等の通電部品用に適した銅合金として、質量％でＦｅ：０．１５〜０．７％、Ｐ：０．０４〜０．５％、Ｓｎ：０．５％以下、Ｍｇ：０．０１〜０．５％を含有し、結晶粒径、導電率、引張強さ、曲げ加工性およびプレス打ち抜き性を所定範囲に規定した銅合金が開示されている．
【０００７】
また、特許文献２には、バスバー、端子等に用いる銅合金として、強度、導電率および曲げ加工性の向上を目的として、Ｆｅ：０．０１〜３．０％、Ｐ：０．０１〜０．３％、Ｓｎ：０．０１〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｚｎ０．００５〜３．０％を含有し、結晶粒径とその標準偏差が所定範囲にある銅合金が開示されている。
【０００８】
さらに、特許文献３には、強度、耐マイグレーション性、応力緩和性に優れた高導電率銅合金として、Ｆｅ：０．０２〜０．５０％、Ｐ：０．０１〜０．１％、Ｓｎ：０．１〜１．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．３〜２．０％を含有する銅合金が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２９１５１８号公報（請求項１，２，６等）
【特許文献２】特開２００７−１７７２７４号公報（請求項１，４，５等）
【特許文献３】特開平０３−９７８１６号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示された銅合金は、１５０℃で長時間加熱することによってＳｎめっきが剥離を生じることがあり、加熱後のＳｎめっきの耐熱剥離性に劣るという問題がある。また、特許文献２に開示された銅合金は、製造に際して、冷間圧延材を高温に急速加熱した後、急冷する必要があり、製造コストアップとなる。また、この銅合金は、導電率が十分に高くないという問題点がある。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された銅合金は、５００℃で２時間の焼鈍における析出処理において、Ｐ化物を形成する元素、具体的にはＦｅ、Ｍｇに対しＰ量が少ないため、母相に固溶するＦｅ、Ｍｇの量が多くなり、高導電率を得にくい。また、他の特性も十分なものとは言い難い。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、高い導電率および強度を有するとともに、応力緩和特性、曲げ加工性、および耐マイグレーション特性にも優れた電気・電子部品用銅合金と、この電気・電子部品用銅合金を用いてなるＳｎめっき耐熱剥離性に優れたＳｎめっき銅合金材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明者らは、銅合金の強度や導電率の向上に有効なＦｅ−Ｐ析出物およびＭｇ−Ｐ析出物を形成するために必要なＦｅおよびＭｇの含有量について鋭意検討した。その結果、銅合金においては、Ｆｅ、Ｐ、Ｍｇ、ＳｎおよびＺｎを特定の量含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物で構成される成分組成にするとともに、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量を、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０〜４．０、かつ、Ｆｅ＞Ｍｇ、の関係にすることが、Ｆｅ−Ｐ析出物およびＭｇ−Ｐ析出物を形成させて、強度や導電率を向上させるために有効であることを知見した。そして、この銅合金が、応力緩和特性、曲げ加工性、および耐マイグレーション特性にも優れることを知見した。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明の電気・電子部品用銅合金は、Ｆｅ：０．１〜０．３質量％、Ｐ：０．０５〜０．１５質量％、Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％、Ｓｎ：０．０１〜０．２質量％およびＺｎ：０．０５〜０．５質量％を含み、残部がＣｕおよび不可避的不純物からなり、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量について、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０〜４．０、かつ、Ｆｅ＞Ｍｇ、の関係を満たし、ビッカース硬さが１３０以上、圧延方向に対して平行方向および直角方向において、１５０℃で１０００時間加熱後の応力緩和率が３５％以下であり、１５０℃で１０００時間加熱後もＳｎめっきが剥離しないことを特徴とする。
【００１４】
この銅合金は、このような構成を有することによって、高い導電率および強度を示し、さらに、応力緩和特性、曲げ加工性、耐マイグレーション特性および加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性に優れるものである。
【００１５】
請求項２に係る発明のＳｎめっき銅合金材は、前記電気・電子部品用銅合金からなる銅合金母材と、前記銅合金母材の表面に形成された厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成された厚さ０．３〜３．０μｍのＳｎめっき層と、を有することを特徴とする。
【００１６】
このＳｎめっき銅合金材は、このような構成によって、高い導電率および強度を有するとともに、応力緩和特性、曲げ加工性が向上し、また、耐マイグレーション特性の向上による優れた耐腐食性を示し、さらに、Ｓｎめっき層の加熱後の耐熱剥離性を向上させることができる。また、表面にＳｎ層が存在するため、Ｓｎめっき銅合金材より製作した端子をＰｂレスはんだや一般のはんだを用いて基板等にはんだ付けする際のはんだ広がり性が優れ、良好なはんだ接合強度が得られる。
【００１７】
請求項３に係る発明のＳｎめっき銅合金材は、前記電気・電子部品用銅合金からなる銅合金母材と、前記銅合金母材の表面に形成された厚さ３μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成された厚さ０．３〜２．０μｍのＳｎめっき層と、を有し、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層、及び前記Ｓｎめっき層は、前記銅合金母材の表面に形成したＳｎめっき層をリフロー処理することにより形成されたものであることを特徴とする。
【００１８】
このＳｎめっき銅合金材は、このような構成によって、銅合金母材を構成する銅合金に起因する高い導電率および強度、優れた応力緩和特性および曲げ加工性を有するとともに、耐マイグレーション特性の向上による優れた耐腐食性を示し、さらにＳｎ層の加熱後の耐熱剥離性を向上させることができる。また、表面にＳｎ層が存在するため、Ｓｎめっき銅合金材より製作した端子をＰｂレスはんだや一般のはんだを用いて基板等にはんだ付けする際のはんだ広がり性が優れ、良好なはんだ接合強度が得られる。更に、Ｓｎめっき後のリフロー処理により、めっき層に発生する応力が低減され、Ｓｎのウィスカーが発生せず、狭ピッチの端子に用いても短絡が発生せず、電子部品の信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電気・電子部品用銅合金は、高い導電率および強度を有するとともに、応力緩和特性、曲げ加工性、耐マイグレーション特性に優れるものである。そのため、本発明の銅合金は、電気・電子部品用の材料だけでなく、家電、半導体部品、産業用機器、並びに自動車用電機電子部品に幅広く有効に活用できる。特に、車載用ＪＢのバスバーを構成する素材として用いた場合には、バスバーの小型化および軽量化を図ることができる。本発明に係る電気・電子部品用銅合金は、一般的な銅合金の製造方法によって製造することができるために、バスバーの低コスト化にも寄与する。
【００２０】
また、本発明に係るＳｎめっき銅合金材は、本発明に係る銅合金からなる銅合金母材の表面に、Ｃｕ−Ｓｎ合金層と、Ｓｎめっき層、またはリフロー処理により形成されたＣｕ−Ｓｎ合金層とＳｎ層とを有するものであり、銅合金母材を構成する本発明の銅合金によって、高い導電率および強度を有するとともに、応力緩和特性、曲げ加工性および耐マイグレーション特性に優れたものであり、さらに、表面に形成されたＳｎめっき層またはＳｎ層は加熱後の耐熱剥離性に優れるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の導電率および強度に優れる電気・電子部品用銅合金（以下、「本発明の銅合金」という）および本発明の銅合金を用いてなるＳｎめっき銅合金材について詳細に説明する。
【００２２】
本発明の銅合金は、Ｆｅ、Ｐ、Ｍｇ、ＳｎおよびＺｎを特定の量含有し、残部がＣｕおよび不可避的不純物で構成される成分組成を有するとともに、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量が特定の関係を有するものである。以下、本発明の銅合金を構成する各成分の含有量の数値範囲およびその数値範囲の限定理由、さらに、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量の関係について説明する。
【００２３】
（Ｆｅの含有量：０．１〜０．３質量％）
Ｆｅは、Ｆｅ−Ｐ系の微細な析出物を形成して、析出硬化によって強度を向上させるとともに、導電率を向上させるために有効な元素である。Ｆｅの含有量が０．１質量％未満では、十分な析出による強度および導電率の向上効果を得ることができず、０．３質量％を超えると、導電率の低下を招く。したがって、Ｆｅの含有量は０．１〜０．３質量％の範囲とする。このＦｅの含有量は、０．１２〜０．２８質量％が好ましく、さらに好ましくは０．１５〜０．２５質量％である。
【００２４】
（Ｐの含有量：０．０５〜０．１５質量％）
Ｐは、ＦｅやＭｇと析出物を形成して、析出硬化によって強度を向上させるとともに、導電率を向上させるために有効な元素である。Ｐの含有量が０．０５質量％未満では、ＦｅやＭｇとの析出物が十分に形成されず、ＦｅやＭｇの固溶量が増加し、導電率の低下を招く。一方、Ｐの含有量が０．１５質量％を越えると、Ｐの固溶量が増加し、導電率の低下を招く。したがって、Ｐの含有量は、０．０５〜０．１５質量％の範囲とする。このＰの含有量は、０．０７〜０．１３質量％が好ましく、さらに好ましくは０．０８〜０．１２質量％である。
【００２５】
（Ｍｇの含有量：０．０４〜０．１５質量％）
Ｍｇは、Ｍｇ−Ｐ系の微細な析出物を形成して、析出硬化によって強度を向上させるとともに、導電率を向上させるために有効な元素である。また、析出せず固溶したままのＭｇは、固溶による強度の向上と耐応力緩和特性の向上に有効である。Ｍｇの含有量が、０．０４質量％未満では、Ｍｇ−Ｐ析出物の析出による強度および導電率の向上と固溶Ｍｇによる固溶強化と耐応力緩和特性の向上を十分に得ることができず、０．１５質量％を超えると、固溶Ｍｇが増加し、導電率を低下させる。したがって、Ｍｇの含有量は、０．０４〜０．１５質量％の範囲とする。このＭｇの含有量は、０．０６〜０．１３質量％が好ましく、さらに好ましくは０．０８〜０．１２質量％である。
【００２６】
（Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量の関係）
本発明の銅合金において、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量は、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０〜４．０の関係にあることが必須である。（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．０未満でも４．０を超えてもＦｅ−Ｐ析出物およびＭｇ−Ｐ析出物が十分に析出せず、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの固溶量が増え、導電率が低下する。このとき、再結晶温度を上げる効果がＭｇよりＦｅの方が高いため、ＦｅおよびＭｇ量の関係は、Ｆｅ＞Ｍｇ、とする。（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐの範囲は２．５〜３．５の範囲が望ましい。
【００２７】
（Ｓｎの含有量：０．０１〜０．２質量％）
Ｓｎは、固溶による強度の向上と耐応力緩和特性の向上に有効な元素である。Ｓｎの含有量が０．０１質量％未満では、固溶による強度の向上と耐応力緩和特性の向上が十分に得られず、また、０．２質量％を超えると、導電率を低下する。したがって、Ｓｎの含有量は、０．０１〜０．２質量％の範囲とする。このＳｎの含有量は、０．０２〜０．１８質量％が好ましく、さらに好ましくは０．０４〜０．１５質量％である。
【００２８】
（Ｚｎの含有量：０．０５〜０．５質量％）
Ｚｎは、電子部品の接合に用いる、Ｓｎめっきやはんだの耐熱剥離性を改善し、熱剥離を抑制するために有効な元素である。Ｚｎの含有量が０．０５質量％未満では、Ｓｎめっきやはんだの耐熱剥離性の向上に十分な効果が得られず、０．５質量％を超えると、導電率が低下する。したがって、Ｚｎの含有量は、０．０５〜０．５質量％の範囲とする。このＺｎの含有量は、０．０７〜０．４０質量％が好ましく、さらに好ましくは０．１０〜０．３０質量％である。
【００２９】
（不可避的不純物）
不可避的不純物は、例えば、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ等である。これらの不可避的不純物の含有量は、導電率６０％ＩＡＣＳを満足し得る範囲で含有すれば、本発明の銅合金の導電性に影響せず、また、強度にも悪影響がない。
【００３０】
本発明の銅合金は、その用途に応じて、各種の形態、形状に成形される。例えば、本発明の銅合金からなる板材、板材を幅方向にスリットしてなる条や、条をコイル化した形態、線材等の各種の形態、形状に成形される。そして、本発明の銅合金からなる板材、条等からなる母材（銅合金母材）を電気・電子部品用部品の素材として用いる場合は、その銅合金母材の表面に、Ｃｕ−Ｓｎ合金層とＳｎめっき層とが形成されたＳｎめっき銅合金材とすることが好ましい。
【００３１】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、銅合金母材の表面にＳｎめっき層を形成することによって、銅合金母材とＳｎめっき層の界面に、ＣｕとＳｎの合金化によって形成される層であり、室温程度の温度でもＣｕ中におけるＳｎの拡散係数が大きいことから、Ｓｎめっき材を室温に放置した状態でも生成する。このＣｕ−Ｓｎ合金層は脆く、Ｓｎめっき材の曲げ加工性を低下させるため、３μｍ以下とする。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは、２μｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
Ｓｎめっき層は、はんだ付け性の向上、耐腐食性等の向上を目的として、銅合金母材の表面に形成されるものであり、結果的に、銅合金母材の表面に形成される形成されるＣｕ−Ｓｎ合金層上に形成されることとなる。Ｓｎめっき層の厚さは、０．３〜３．０μｍであることが好ましい。Ｓｎめっき層の厚さが０．３μｍ未満であると、はんだ付け時のはんだ広がり性が低下し、はんだ接合強度が低下する。
【００３３】
銅合金母材の表面に、Ｓｎめっき層を形成したＳｎめっき銅合金材に、リフロー処理を施すことが好ましい。これにより、銅合金母材の表面に、Ｃｕ−Ｓｎ合金層と、Ｓｎめっき層が溶融したＳｎ層とが形成されたＳｎめっき銅合金材が得られる。
【００３４】
リフロー処理後のＳｎめっき銅合金材において、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は曲げ加工性を低下させるため、その厚さは３．０μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
また、前記Ｓｎ層は、はんだ付け性を確保するため、厚さが０．３〜２．０μｍであることが好ましい。
【００３６】
本発明の銅合金は、前記の成分組成およびＦｅ、ＭｇおよびＰの含有量の関係を満足する銅合金を製造可能な方法であれば、特に制限されず、いずれの方法にしたがって製造されたものでもよい。通常、鋳造、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、仕上げ圧延および低温焼鈍の各工程を、この順で行う方法によって製造することができる。
【００３７】
鋳造は、Ｃｕと、Ｆｅ、Ｐ、Ｍｇ、ＳｎおよびＺｎを、前記成分組成に調製した銅合金溶湯を鋳造して行うことができる。
また、熱間圧延は、鋳造によって得られた鋳塊を８５０〜９５０℃で３０分〜３時間均熱処理した後、所定の厚さまで圧延し、さらに、７００℃以上で焼き入れ処理することによって行うことができる。この熱間圧延において、圧延温度が低過ぎると、再結晶が不完全となり不均一な組織となる虞がある。圧延温度が高過ぎると、結晶粒が粗大化して曲げ加工性が低下する虞がある。そして、熱間圧延後は水冷する。
【００３８】
次に、冷間圧延は、次工程の焼鈍および仕上げ圧延前に、熱間圧延された圧延板を通常圧下率７０％以上で圧延する工程である。この冷間圧延によって、その後の焼鈍を行った後の結晶粒径およびそのばらつきを調整することができる。
【００３９】
焼鈍は、再結晶およびＰ化合物（Ｆｅ−Ｐ析出物、Ｍｇ−Ｐ析出物）の析出処理を行って微細な析出物を形成させ、銅合金板の強度と導電率を向上（回復）させるための工程である。この焼鈍は、４５０〜６００℃で１５分〜１０時間加熱して行うことができる。
【００４０】
仕上げ圧延は、所期の厚さに圧延する工程である。この仕上げ圧延では、本発明の銅合金またはＳｎめっき銅合金材が、特に曲げ加工性を必要とする場合は加工率５０％以下とすることが好ましい。
また、低温焼鈍は、仕上げ圧延による歪を除去し、応力緩和特性およびばね限界値を増加させることを目的として行う。この低温焼鈍は、通常、３００〜５００℃で５秒〜１分加熱処理することによって行うことができる。
【００４１】
また、本発明の銅合金を母材（銅合金母材）とするＳｎめっき銅合金材は、前記の低温焼鈍に続いて、Ｓｎめっきを行うことによって製造することができる。これによって、銅合金母材と、銅合金母材とＳｎめっきとの合金からなるＣｕ−Ｓｎ合金層と、Ｓｎめっき層とを有するＳｎめっき銅合金材を得ることができる。
【００４２】
リフロー処理を行わない場合、光沢Ｓｎめっきを行うことが望ましく、例えば、硫酸第１錫を４０ｇ／ｌ、硫酸を１００ｇ／ｌ、クレゾールスルフォン酸を３０ｇ／ｌ、分散剤を２０ｇ／ｌ、光沢剤を１０ｍｌ／ｌ、ホルマリンを５ｍｌ／ｌ等を含むめっき浴中で、浴温度：２０℃、対極としてＳｎ板を用い、電流密度：２．５Ａ／ｄｍ２のめっき条件で行うことができる。
【００４３】
また、リフロー処理を行う場合は、Ｓｎめっきとして、例えば、硫酸第１錫を５０ｇ／ｌ、硫酸を８０ｇ／ｌ、クレゾールスルフォン酸を３０ｇ／ｌ、光沢剤を１０ｇ／ｌ等を含むめっき浴中で、浴温度：３０℃、対極としてＳｎ板を用い、電流密度：３Ａ／ｄｍ２のめっき条件で行うことができる。
【００４４】
さらに、Ｓｎめっき銅合金材をリフロー処理することにより、Ｃｕ−Ｓｎ合金層を介して、銅合金母材とＳｎ層とがより緊密に接合された構造とすることが好ましい。リフロー処理は、Ｓｎめっきを施した後、通常、２４０〜６００℃で３〜３０秒加熱することによって行うことができる。
【００４５】
本発明の銅合金は、前記した成分組成を有し、前記した製造方法および製造条件によって製造されることによって、６０％ＩＡＣＳ以上の高い導電率と、ビッカース硬度１３０Ｈｖ以上の高い強度を有し、さらに、応力緩和特性（１５０℃で１０００時間加熱後の応力緩和率が平行および垂直方向のいずれも３５％以下）、曲げ加工性、耐マイグレーション特性、およびＳｎめっき耐熱剥離特性（１５０℃で１０００時間加熱後もＳｎめっきが剥離しない）に優れたものである。また、このとき平均結晶粒サイズは、ＪＩＳ  Ｈ０５０１に記載されている切断法により測定した場合、２〜１０μｍ程度である。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例について、その比較例と比較して具体的に説明する。
【００４７】
（実施例１〜７および比較例１〜１４に係る試料の製造条件）
各例の成分組成を表１に示す。この表１に示す成分組成の銅合金を溶製した後、ブックモールドに鋳造して、厚さ４５ｍｍの鋳塊を得た。鋳塊を９００℃で１時間均熱処理後、熱間圧延して厚さ１５ｍｍとし、７００℃以上で焼き入れを行った。次に、焼き入れ後の熱間圧延板の両面を厚さ１ｍｍ程度研磨して、表面の酸化スケールおよび傷を除去した。その後、厚さ１．０７〜１．２８ｍｍに冷間圧延した。このとき、次の仕上げ圧延における加工率に応じて目標板厚を変更した。次に、５００〜５５０℃で２時間再結晶および析出焼鈍を行った後、仕上げ圧延して厚さ０．６４ｍｍとした。そして、３５０℃で２０秒間低温焼鈍して、試料（銅合金板）を得た。
【００４８】
（試料の評価方法）
実施例１〜８および比較例１〜１４の各銅合金板について、下記の試験方法に従って、導電率、ビッカース硬度、機械的特性（０．２％耐力）、応力緩和率および結晶粒径の測定、ならびに曲げ加工性の評価を行った。
【００４９】
〔導電率の測定〕
ＪＩＳ−Ｈ０５０５に規定されている非鉄金属材料導電率測定法に準拠し、ダブルブリッジを用いた四端子法で体積抵抗率を測定した。測定された体積抵抗率を、万国標準軟銅（International Annealed Copper Standard）の体積抵抗率１．７２４１×１０−８Ωｍで除し、百分率で表し、導電率（％ＩＡＣＳ）を求めた。
【００５０】
〔ビッカース硬さの測定〕
ＪＩＳ−Ｚ２２４８に規定されている微小硬さ試験方法に準拠し、試験加重２．９４Ｎ（＝０．３ｋｇｆ）でビッカース硬さを測定した。
【００５１】
〔機械的特性の測定〕
長手方向が圧延方向（Ｌ．Ｄ．：Ｌｏｎｇｔｕｄｉｎａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）および垂直方向（Ｔ．Ｄ．：Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）となるＪＩＳ５号引張り試験片を、機械加工にて作製した。２つの試験片（Ｌ．Ｄ．、Ｔ．Ｄ．）のそれぞれについて、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠して引張り試験を実施した。永久伸び０．２％に相当する引張強さを耐力として求めた。
【００５２】
〔応力緩和率の測定〕
応力緩和率は、片持ち梁方式によって測定した。すなわち、幅１０ｍｍの短冊状試験片（長さ方向が板材の圧延方向に対して平行方向（Ｌ．Ｄ．：Ｌｏｎｇｔｕｄｉｎａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）になるものおよび直角方向（Ｔ．Ｄ．：Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）になるもの）を切り出し、その一端を剛体試験台に固定する。固定端から一定距離の位置で試験片に１０ｍｍのたわみを与えたとき、固定端において、試験片の採取方向にあわせ、それぞれの方向の材料の０．２％耐力の８０％に相当する表面応力を負荷する。たわみを与える位置の固定端からの距離はＪＣＢＡ  Ｔ３０９：２００４  銅及び銅合金薄板条の曲げによる応力緩和試験方法により算出した。剛体試験台に固定し、たわみを与えた試験片を１５０℃のオーブン中に１０００時間保持した後に取り出し、たわみ量ｄを取り去ったときの永久歪みδを測定し、応力緩和率ＲＳ＝（δ／ｄ）×１００を計算する。
【００５３】
〔曲げ加工性の評価〕
曲げ加工性は、伸銅協会標準ＪＢＭＡ−Ｔ３０７に規定されるＷ曲げ試験方法に従って評価した。すなわち、銅合金板から幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの試験片を切り出し、Ｇｏｏｄ  Ｗａｙ（曲げ軸が圧延方向に垂直、以下、「Ｇ．Ｗ．」という）およびＢａｄ  Ｗａｙ（曲げ軸が圧延方向に平行、以下、「Ｂ．Ｗ．」という）の曲げ試験を行った。曲げ部における割れの有無を１００倍の光学顕微鏡により目視観察し、下記の基準で評価した。
Ａ    しわ無し
Ｂ    しわ小
Ｃ    しわ中〜大
Ｄ    割れ小
Ｅ    割れ大
【００５４】
〔結晶粒径の測定〕
試料表面を研磨後、エッチングして光学顕微鏡による組織写真を撮影し、その組織写真からＪＩＳ  Ｈ０５０１に規定されている切断法（線分の向きを板幅方向）により結晶粒径を測定した。なお、測定は、板幅方向に加え、板幅方向に対し直角および４５度についても行い、それぞれ３箇所の平均値を結晶粒径とした。
【００５５】
（Ｓｎめっき銅合金板の製造と評価）
実施例１および３、比較例９、１２、１３および１４の各銅合金板に、下記めっき条件でＳｎめっきを行い、表面に膜厚１．０μｍのＳｎめっき層を形成した。
［光沢Ｓｎめっき条件］
めっき浴の組成：硫酸第１錫４０ｇ／ｌ、硫酸１００ｇ／ｌ、クレゾールスルフォン酸３０ｇ／ｌ、分散剤２０ｇ／ｌ、光沢剤１０ｍｌ／ｌ、ホルマリン５ｍｌ／ｌ
めっき浴の温度：２０℃
電流密度: ２．５Ａ／ｄｍ２
対極材料：Ｓｎ板
［リフロー前のＳｎめっき条件］
めっき浴の組成：硫酸第１錫５０ｇ／ｌ、硫酸８０ｇ／ｌ、クレゾールスルフォン酸３０ｇ／ｌ、光沢剤１０ｇ／ｌ
めっき浴の温度：３０℃
電流密度: ３Ａ／ｄｍ２
対極材料：Ｓｎ板
【００５６】
Ｓｎめっき層を形成した銅合金板について、下記の方法に従って、Ｓｎ層の厚さ（表２に「Ｓｎ層厚」と記す）とＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さ（表２に「Ｃｕ−Ｓｎ合金層厚」と記す）の測定、加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性試験を行った。
【００５７】
〔Ｓｎ層の厚さおよびＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さの測定〕
蛍光Ｘ線膜厚計（セイコー電子工業株式会社：ＳＦＴ３２００）を用いて測定した。
【００５８】
〔加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性の評価〕
長さ３０ｍｍ×幅１０ｍｍの寸法に切り出した試験片を、オーブン中、１５０℃で１０００時間加熱した後、マンドレル１８０度曲げ治具にて直径２ｍｍで１８０度の曲げ戻し試験を行い、曲げ部内側のＳｎめっきの外観を観察して剥離の有無を調べた。
【００５９】
次に、リフロー前のＳｎめっき層が形成された銅合金板を、３８０℃で１３秒間加熱することで、リフロー処理を行った。こうして、Ｓｎ層が形成された銅合金板について、前記の方法に従って、Ｓｎ層の厚さ（表３に「Ｓｎ層厚」と記す）とＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さ（表３に「Ｃｕ−Ｓｎ合金層厚」と記す）の測定、加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性試験を行った。
【００６０】
（試験結果）
以上の導電率、ビッカース硬さ、機械的特性（０．２％耐力）、応力緩和率、曲げ加工性および結晶粒径の測定について、その測定結果を表１に併記する。また、Ｓｎめっき層を形成した銅合金板、およびリフロー処理を施した銅合金板について、Ｓｎ層の厚さとＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さの測定結果および加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性の評価結果を表２および表３に示す。
【００６１】
【表１】
2010031339.tif 000002
注：含有量は質量％で示す。
＊１  Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．を示す。
＊２  １８０℃で２４時間加熱後の応力緩和率（Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．）
＊３  Ｇ．Ｗ．／Ｂ．Ｗ．についてＲ／ｔの曲げ加工性を評価した。
＊４  ＪＩＳ  Ｈ０５０１規定の切断法により測定した。
【００６２】
【表２】
2010031339.tif 000003
注：含有量は質量％で示す。
【００６３】
【表３】
2010031339.tif 000004
【００６４】
表１に示すとおり、比較例１は、Ｆｅの含有量（０．０７質量％）が本発明の範囲（Ｆｅ：０．１〜０．３質量％）を外れるため、本発明のビッカース硬さ（Ｈｖ）の範囲（１３０以上）より劣る結果（１２５）を示している。
【００６５】
比較例２は、Ｆｅの含有量（０．３２質量％）が本発明の範囲（Ｆｅ：０．１〜０．３質量％）を外れるため、導電率が低い値（５７％ＩＡＣＳ）を示している。
【００６６】
比較例３は、Ｐの含有量（０．０４質量％）が本発明の範囲（Ｐ：０．０５〜０．１５質量％）を外れるため、本発明のビッカース硬さ（Ｈｖ）の範囲（１３０以上）より劣る結果（１２５）を示している。
【００６７】
比較例４は、Ｐの含有量（０．１７質量％）が本発明の範囲（Ｐ：０．０５〜０．１５質量％）を外れるため、Ｔ．Ｄ．の応力緩和率が大きい値（３７％）を示している。
【００６８】
比較例５は、Ｓｎの含有量（０．０００５質量％）が、本発明の範囲（Ｓｎ：０．０１〜０．２質量％）を外れるため、本発明のビッカース硬さ（Ｈｖ）の範囲（１３０以上）より劣る結果（１２５）を示し、さらに、耐力が低く、およびＴ．Ｄ．の応力緩和率が大きい値（４５％）を示している。
【００６９】
比較例６は、Ｓｎの含有量（０．２２質量％）が、本発明の範囲（Ｓｎ：０．０１〜０．２質量％）を外れるため、導電率が低い値（５６％ＩＡＣＳ）を示している。
【００７０】
比較例７は、Ｍｇの含有量（０．０３質量％）が、本発明の範囲（Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％）を外れるため、本発明のビッカース硬さ（Ｈｖ）の範囲（１３０以上）より劣る結果（１２８）を示している。
【００７１】
比較例８は、Ｍｇの含有量（０．１７質量％）が、本発明の範囲（Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％）を外れるため、導電率が低い値（５５％ＩＡＣＳ）を示している。
【００７２】
比較例９は、Ｚｎの含有量（０．０３質量％）が、本発明の範囲（Ｚｎ：０．０５〜０．５質量％）を外れるため、表２および表３に示すとおり、加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性に劣る結果（剥離有）を示している。
【００７３】
比較例１０は、Ｚｎの含有量（０．７質量％）が、本発明の範囲（Ｚｎ：０．０５〜０．５質量％）を外れるため、導電率が低い値（５６％ＩＡＣＳ）を示している。
【００７４】
比較例１１は、ＦｅおよびＭｇの含有量について、Ｆｅ＜Ｍｇであり、本発明の関係（Ｆｅ＞Ｍｇ）を満たさないため、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が、本発明の範囲（１３０以上）より劣る結果（１２５）を示している。
【００７５】
比較例１２は、Ｚｎの含有量（０質量％）が本発明の範囲（Ｚｎ：０．０５〜０．５質量％）を外れるため、表２および表３に示すとおり、加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性に劣る結果（剥離有）を示している。
【００７６】
比較例１３は、Ｓｎの含有量（０質量％）およびＺｎの含有量（０質量％）が本発明の範囲（Ｓｎ：０．００１〜０．２質量％、Ｚｎ：０．０５〜０．５質量％）を外れるため、Ｔ．Ｄ．の応力緩和率が大きい値（３７％）を示している。
【００７７】
比較例１４は、Ｐの含有量（０．０３５質量％）、Ｓｎの含有量（０．３質量％）およびＭｇの含有量（０．２質量％）が、本発明の範囲（Ｐ：０．０５〜０．１５質量％、Ｓｎ：０．００１〜０．２質量％、Ｍｇ：０．０４〜０．１５質量％）を外れ、さらに、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量が、本発明の関係（（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐ：２．０〜４．０）を満たさないため、導電率が低い値（５１％ＩＡＣＳ）を示している。
【００７８】
これらの比較例１〜１４に対して、実施例１〜７は、Ｆｅ、Ｐ、Ｓｎ、ＭｇおよびＺｎの含有量が本発明の範囲にあるとともに、Ｆｅ、ＭｇおよびＰの含有量が、本発明の関係（（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐ：２．０〜４．０、Ｆｅ＞Ｍｇ）を満たし、さらに、ビッカース硬さ（１３０以上）、圧延方向に対して平行方向および直角方向における応力緩和率が３５％以下であり、加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性についても優れた結果（剥離無）を示している。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】バスバーの構造例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１      バスバー
２ａ，２ｂ      圧接部
３      メス端子部
４      オス端子
５      下部
【図１】
2010031339.tif 000005