(57)【要約】  Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する電気電子部品用銅合金材料であって、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍで、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個/ｍｍ２であり、かつ、銅合金材料としての引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である電気電子部品用銅合金材料。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏ（コバルト）を０．５〜２．０質量％、Ｓｉ（ケイ素）を０．１〜０．５質量％それぞれ含み、残部Ｃｕ（銅）及び不可避的不純物からなる組成を有する電気電子部品用銅合金材料であって、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍで、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個/ｍｍ２であり、かつ、銅合金材料としての引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である電気電子部品用銅合金材料。
【請求項２】
Ｓｎ（スズ）、Ｍｇ（マグネシウム）の少なくとも１種を合計で０．１〜０．５質量％含む、請求項１記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項３】
Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｎ（マンガン）の少なくとも１種を合計で０．１〜０．５質量％含む、請求項１または請求項２に記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項４】
Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）の群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％含む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項５】
温度１５０℃の大気雰囲気中で１０００時間経過後の応力緩和率が４０％未満である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項６】
電気電子部品用銅合金材料を製造する方法であって、Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％それぞれ含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材料に、５００〜６００℃で１〜４時間の時効熱処理を行う工程ａと、前記工程ａ後に、前記時効熱処理時の温度から該銅合金材料の温度が３００℃になるまでの冷却速度を２０〜１００Ｋ／時間（Ｋは絶対温度）の範囲とする工程ｂとを含んでなり、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍで、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個／ｍｍ２であり、かつ、銅合金材料としての引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である銅合金材料を得る、ことを特徴とする電気電子部品用銅合金材料の製造方法。
【請求項７】
銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下である、請求項１記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項８】
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％含む、請求項７記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項９】
Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％含む請求項７または請求項８記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項１０】
電気電子部品用銅合金材料を製造する方法であって、Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材料に、時効熱処理後に該材料表面を酸溶解後、研削する工程を含んでなり、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍ、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個/ｍｍ２であり、かつ銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下であって、引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である銅合金材料を得る、ことを特徴とする電気電子部品用銅合金材料の製造方法。
【請求項１１】
Ｃｏ含有量が０．７〜２．０質量％であり、ＣｏのＳｉに対する質量比（Ｃｏ／Ｓｉ）が３以上５以下であり、かつ、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均が３〜２０μｍ、標準偏差が８μｍ以下であって、前記標準偏差が前記算術平均よりも小さい請求項１記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項１２】
さらに、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％含有し、残部が銅および不可避不純物である、請求項１１記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項１３】
さらに、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％含有し、残部が銅および不可避不純物である、請求項１１または請求項１２に記載の電気電子部品用銅合金材料。
【請求項１４】
さらに、Ｚｒ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％含有し、残部が銅および不可避不純物である、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の電気電子部品用銅合金材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気電子機器用の部品、例えばコネクタ、端子材等に関するものであり、特に、高導電性が所望される高周波リレーやスイッチ、あるいは、自動車車載用などのコネクタや端子材およびリードフレームなどの電気電子部品に適用される銅合金材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、電気電子機器用の部品であるコネクタ、端子、リレー、スイッチなどには、黄銅（Ｃ２６０００）、リン青銅（Ｃ５１９１０，Ｃ５２１２０，Ｃ５２１００）、ベリリウム銅（Ｃ１７２００，Ｃ１７５３０）及びコルソン系銅合金（以下、単にコルソン銅ともいう。例えば、Ｃ７０２５０）などの銅合金が使用されてきた。ここで、「Ｃｘｘｘｘｘ」とはＣＤＡ（Copper  Development  Association）で規定された銅合金の種類である。【０００３】
近年、電気電子機器で使用される電流が大きくなり、それに伴い、電気電子機器用部品に用いられる銅合金材料にも高導電性が要求されるようになってきている。例えば、黄銅やリン青銅は導電性が低く、コルソン銅はコネクタ材として、中導電性（導電率が約４０％ＩＡＣＳ）を示すが、さらに高導電性が求められている。また、ベリリウム銅は高価であることも周知である。一方、高導電性である純銅（Ｃ１１０００）やスズ入銅（Ｃ１４４１０）などは強度が低い欠点がある。そこで、従来のコルソン銅を越える導電性と同等の引張強度、曲げ加工性を備えた銅合金が所望されている。この要求を満たす銅合金として、Ｃｕ−Ｃｏ（コバルト）−Ｓｉ（珪素）系合金が注目されている。このＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金は、ＣｏとＳｉの金属間化合物を利用した析出強化型銅合金である。【０００４】
特に、近年の電子機器部品では、機器の小型化に伴い複雑かつ厳しい曲げ加工がされたコネクタや端子が多く見られる。これは、小型化に伴いコネクタのサイズもダウンサイズするが、接触の信頼性を保つためにはできるだけ長いコンタクト長をとりたいためである。このような設計思想を持つコネクタや端子をベローズ（蛇腹）曲げコネクタまたはベローズ曲げ端子と呼ぶことが多い。つまり、小さな部品の中に複雑に曲げられた端子・コネクタが装備・設置される要求が高い。一方で、小型化に伴い使用されるコネクタ・端子の材料はより薄くなる。これは、軽量化、省資源の観点からも進んでいる。薄い材料は厚い材料と比べて、同じ接圧を保つためには強度が高いことが求められる。【０００５】
銅合金材料の強度を高める方法として、固溶強化、加工強化、析出強化などの様々な強化方法がある。銅合金材料において、導電性と強度は一般に相反関係にあるが、銅合金材料の導電性を低下させずに強度を高める方法として、析出強化が有望であることが知られている。この析出強化とは析出を起こす元素を添加した合金を高温熱処理して、銅母相へそれらの元素を固溶させた後、その固溶させた際の温度より低温で熱処理して、固溶させた元素を析出させる手法である。例えば、ベリリウム銅、コルソン銅などはその強化方法を採用している。【０００６】
ところで、銅合金材料においては、導電性と強度との関係のほか、曲げ加工性と強度との関係も相反する関係にある。強度を高めるためには最終の冷間圧延率を高めることが効果的であるとされるが、冷間圧延率を高めると曲げ加工性が著しく劣化する傾向がある。これまで、析出型の銅合金として、ベリリウム銅、コルソン銅、チタン銅などが、曲げ加工性と強度のバランスがよいとされてきた。しかし、ベリリウム銅は添加元素であるベリリウムが環境負荷物質とされており、代替材料が求められている。また、コルソン銅やチタン銅は一般に５０％ＩＡＣＳ以上の導電性を有しない。５０％ＩＡＣＳ以上の高い導電性の要求される用途としては、例えば、高電流が印加されるバッテリー端子やリレー接点などがある。また、一般に導電率が高い材料は熱伝導特性も優れているため、放熱性を要求されるＣＰＵ（集積演算素子）のソケットやヒートシンクなどの材料にも高い導電性の要求がある。特に、最近のハイブリッド車や高速処理が行われるＣＰＵでは、高い導電性と高い強度を備えた材料が要求されている。【０００７】
このような背景から、強度、曲げ加工性、導電性（熱伝導性）を加味し、ＣｏとＳｉからなる金属間化合物を利用した銅合金が注目されつつある。ＣｏとＳｉとを必須に含む銅合金が、以下のとおり知られている。【０００８】
特許文献１には、熱間加工性を改善するため、ＣｏとＳｉのほか、Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｓ（硫黄）を必須に含む銅合金が開示されている。
特許文献２には、ＣｏとＳｉのほか、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ（スズ）を含む合金が開示されている。
特許文献３には、ＣｏとＳｉのほか、Ｓｎ、Ｚｎを必須とする合金が開示されている。
特許文献４には、リードフレーム用途の析出強化型合金のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金が開示されている。
特許文献５には、析出する介在物の大きさが２μｍ以下であるＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金が開示されている。
特許文献６には、Ｃｏ２Ｓｉ化合物を析出させたＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金が開示されている。【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−８７８３８号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０７２３２号公報
【特許文献３】特開平０２−１２９３２６号公報
【特許文献４】特開平０２−２７７７３５号公報
【特許文献５】特開２００８−８８５１２号公報
【特許文献６】特開２００８−５６９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１〜６に開示された技術には、以下のような課題があった。【００１１】
例えば、これらはいずれも電気電子部品用途のように、強度、導電性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性を同時に満足させることを目的としたものではなく、また、その合金の状態の詳細には触れていない。
さらに、各特許文献に記載された技術は、いずれも強度、曲げ加工性、導電性（熱伝導性）のすべてを高いレベルで満足するものではない。
特許文献１に開示された技術は、本発明とは異なりＳを必須構成元素とする銅合金であり、その目的も本発明と異なり熱間加工性の向上である。そのため、例えば、特許文献１には、析出物（特にＣｏとＳｉの析出物）については記載がなく、析出物がどのようなものであるか不明であり、これらの制御方法も不明である。また、電気電子部品として求められる強度や導電性等の諸特性を評価した結果は記載されていない。
特許文献２はＣｏとＳｉの析出物がＣｏ２Ｓｉ化合物であるとの記載はあるものの、その析出物の詳細（粒径等）や制御方法は不明である。なお、製法としては、５００℃の温度で１時間または４５０℃の温度で１時間の焼鈍を行ったとの記載はあるが、再結晶処理についての記載はなく、この記載があったとしても母材の結晶粒径は不明である。すなわち、特許文献２に開示された技術による銅合金は、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として特性が不十分であると考えられる。
特許文献３もまた、ＣｏとＳｉの析出物がＣｏ２Ｓｉ化合物であるとの記載はあるものの、その析出物の詳細（粒径等）や制御方法は不明であり、かつその導電率は３０％ＩＡＣＳ以下と比較的低い。なお、製法としては、４００〜５００℃の温度で１時間の焼鈍の前に９５０℃の温度で溶体化処理と冷間圧延を行っているとの記載があるが、導電率が３０％ＩＡＣＳ以下と比較的低く、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金としては特性が不十分であるといえる。
特許文献４に記載のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系合金はリードフレーム用途であり、析出強化型合金と記載されているものの、析出物を形成する具体的な化合物及びその詳細（粒径等）は不明である。なお、製法としては、５００℃の温度で１時間の熱処理、その後に冷間圧延と３００℃で１時間のひずみ取り焼鈍を行ったとの記載はあるが、再結晶処理についての記載はなく、この記載があったとしても母材の結晶粒径は不明である。すなわち、特許文献４に開示された技術による銅合金は、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として特性が不十分であると考えられる。
特許文献５に記載のＣｕ−Ｃｏ−Ｓｉ合金はその合金中に析出する介在物の大きさが２μｍ以下との記載はあるが、介在物の規定方法等詳細は不明である。また、鋳塊をそのまま室温で圧延する工程を経て製造される例のみが示されている。ここで、所望の合金特性を得るために一般に厳密な粒径制御が必要とされることを考慮すると、特許文献５に開示された技術による銅合金は、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として特性が不十分であると考えられる。
特許文献６もまた、ＣｏとＳｉの析出物がＣｏ２Ｓｉ化合物であるとの記載はあるものの、その析出物の詳細（粒径等）や制御方法や密度が不明である。なお、製法としては、最終圧延前に７００〜１０５０℃の熱処理を行うことが記載されているが、この温度では析出した化合物が再固溶（溶体化処理温度）すると記載されており、最終的にＣｏとＳｉの析出物が存在するか否か不明である。その結果、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として特性が不十分であると考えられる。
さらに、特許文献５および特許文献６には、材料の内側曲げ半径をＲ、板厚をｔとした際に、特定の強度レベルにおいてＲ／ｔ＝１の条件で曲げ加工性を評価した例があるが、この程度のレベルでは今後要求される曲げ加工性には必ずしも対応できない場合があると考えられる。【００１２】
上述したように、特許文献１〜６に開示された技術には不明な点や矛盾する点があり、上記各特許文献で開示された技術だけでは高導電率で高強度の材料を得ることができず、さらに耐応力緩和（耐クリープ）特性を含めて満足する材料を得ることができなかった。【００１３】
また、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として十分な合金特性を得るためには、母材の結晶粒径や析出物の粒径を厳密に制御することが必要とされるが、各特許文献にはそのことが記載されていない。すなわち、各特許文献に開示の発明による銅合金は、高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途の銅合金として特性が不十分であると考えられる。【００１４】
そこで本発明は上記従来技術での課題に鑑み、導電性、強度に優れ、さらに耐応力緩和特性に優れたコネクタ、端子材、リレーなどに適した銅合金材料を提供することを第一の課題とする。【００１５】
また、本発明は、導電性、強度、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性に優れたコネクタ、端子材、リレーなどに適した銅合金材料を提供することを第二の課題とする。【００１６】
さらに、本発明は、高い導電性、高い強度、良好な曲げ加工性のすべてを満足するため、Ｃｕ−Ｃｏ−Ｓｉ系銅合金の結晶粒径の値が所定範囲に制御された銅合金材料を提供することを第三の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者らは、導電性と強度に優れ、さらに耐応力緩和特性に優れる銅合金材料を得るにあたり、析出物のサイズと密度を制御する特定の好適な関係を見出し、さらに検討を重ね本発明を完成させるに至った。
また、本発明者らは、特に高導電率および高強度が要求される電気電子部品用途に好適な銅合金材料を得るため、銅合金材料における導電性と強度、曲げ加工性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度の関係についてさらに検討を重ね、本発明を完成させるに至った。【００１８】
本発明によれば、以下の手段が提供される：
（１）Ｃｏ（コバルト）を０．５〜２．０質量％（ｍａｓｓ％）、Ｓｉ（ケイ素）を０．１〜０．５質量％（ｍａｓｓ％）それぞれ含み、残部Ｃｕ（銅）及び不可避的不純物からなる組成を有する電気電子部品用銅合金材料であって、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍで、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個/ｍｍ２であり、かつ、銅合金材料としての引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である電気電子部品用銅合金材料。
（２）Ｓｎ（スズ）、Ｍｇ（マグネシウム）の少なくとも１種を合計で０．１〜０．５質量％（ｍａｓｓ％）含む、（１）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（３）Ｚｎ（亜鉛）、Ｍｎ（マンガン）の少なくとも１種を合計で０．１〜０．５質量％（ｍａｓｓ％）含む、（１）または（２）に記載の電気電子部品用銅合金材料。
（４）Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）の群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％（ｍａｓｓ％）含む、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電気電子部品用銅合金材料。
（５）温度１５０℃の大気雰囲気中で１０００時間経過後の応力緩和率が４０％未満である、（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電気電子部品用銅合金材料。
（６）電気電子部品用銅合金材料を製造する方法であって、Ｃｏを０．５〜２．０質量％（ｍａｓｓ％）、Ｓｉを０．１〜０．５質量％（ｍａｓｓ％）それぞれ含み、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材料に、５００〜６００℃で１〜４時間の時効熱処理を行う工程ａと、前記工程ａ後に、前記時効熱処理時の温度から該銅合金材料の温度が３００℃になるまでの冷却速度を２０〜１００Ｋ／時間（Ｋは絶対温度）の範囲とする工程ｂとを含んでなり、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍで、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個／ｍｍ２であり、かつ、銅合金材料としての引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である銅合金材料を得る、ことを特徴とする電気電子部品用銅合金材料の製造方法。
（７）銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下である、（１）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（８）Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％（ｍａｓｓ％）含む、（７）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（９）Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．１〜１．０質量％（ｍａｓｓ％）含む（７）または（８）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（１０）電気電子部品用銅合金材料を製造する方法であって、Ｃｏを０．５〜２．０質量％（ｍａｓｓ％）、Ｓｉを０．１〜０．５質量％（ｍａｓｓ％）含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材料に、時効熱処理後に該材料表面を酸溶解後、研削する工程を含んでなり、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍ、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍで、前記析出物の密度が１×１０８〜１×１０１０個/ｍｍ２であり、かつ銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下であって、引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である銅合金材料を得る、ことを特徴とする電気電子部品用銅合金材料の製造方法。
（１１）Ｃｏ含有量が０．７〜２．０質量％（ｍａｓｓ％）であり、ＣｏのＳｉに対する質量比（Ｃｏ／Ｓｉ）が３以上５以下であり、かつ、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均が３〜２０μｍ、標準偏差が８μｍ以下であって、前記標準偏差が前記算術平均よりも小さい（１）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（１２）さらに、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％（ｍａｓｓ％）含有し、残部が銅および不可避不純物である、（１１）記載の電気電子部品用銅合金材料。
（１３）さらに、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％（ｍａｓｓ％）含有し、残部が銅および不可避不純物である、（１１）または（１２）に記載の電気電子部品用銅合金材料。
（１４）さらに、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｔｉ（チタン）の群から選ばれる少なくとも１種を合計で０．０１〜１．０質量％含有し、残部が銅および不可避不純物である、（１１）〜（１３）のいずれか１項に記載の電気電子部品用銅合金材料。
以下、前記（１）〜（５）項に記載された電気電子部品用銅合金材料、及び前記（６）項に記載された電気電子部品用銅合金材料の製造方法を併せて本発明の第１の実施態様という。
前記（７）〜（９）項に記載された電気電子部品用銅合金材料、及び前記（１０）項に記載された電気電子部品用銅合金材料の製造方法を併せて本発明の第２の実施態様という。
前記（１１）〜（１４）項に記載された銅合金材料を併せて本発明の第３の実施態様という。
ここで、特に断らない限り、本発明とは、前記第１、第２及び第３の実施態様を全て包含する意味である。
ここで、応力緩和率は日本伸銅協会技術標準「ＪＣＢＡ  Ｔ３０９：２００１（仮）」に準拠した片持ち梁法で測定する。今回の評価では応力緩和率が低いほど、銅合金材料をコネクタとして使用した際の接圧が低下せず、良好な材料であるといえる。
また、「析出物の粒子径（サイズ）」とは、後述する方法で求めた析出物の平均粒子径であり、「結晶粒径」とは、後述するＪＩＳ−Ｈ０５０１（切断法）に基づいて測定した値である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の実施態様により、強度、導電性、耐応力緩和特性に優れた電気電子機器用途に好適な銅合金材料を提供することができる。
また、本発明の第２の実施態様により、強度及び導電率が高く、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性に優れた電気・電子機器用途に好適な銅合金材料を提供することができる。
さらに、本発明の第３の実施態様により、強度、導電性、曲げ加工性に優れ、電気電子機器用途に好適な銅合金材料を提供することができる。【００２０】
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、はんだ密着強度の試験方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ＥＦ線（銅被覆鋼線）
２  はんだ
３  供試材（銅合金材料）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の銅合金材料の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。ここで、「銅合金材料」とは、銅合金素材（ここでは形状の概念がない銅合金の各成分元素の混合物を意味する）が、所定の形状（例えば、板、条、箔、棒、線など）に加工された後のものを意味する。また、「母材の銅合金」とは形状の概念を含まない銅合金を意味する。
なお、銅合金材料の好ましい具体例として板材、条材について説明するが、銅合金材料の形状は板材や条材に限られるものではない。【００２４】
以下、本発明の第１の実施態様について詳細に説明する。
まず、銅合金材料を構成する銅合金素材の組成と構成元素について説明する。本発明の第１の実施態様における銅合金素材の組成において、必須の添加元素はＣｏ（コバルト）とＳｉ（ケイ素）である。これらの添加量について、Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％とした理由は、前記したようにこれらはＣｏ２Ｓｉの金属間化合物を形成し、析出強化に寄与する。Ｃｏ量が０．５質量％未満では析出強化量が小さいため目標強度の５５０ＭＰａを得ることができず、２．０質量％より大きいと溶体化温度が高くなりその効果が飽和してしまう。また、この化合物の化学量論比から最適な添加比は、Ｃｏ／Ｓｉ≒４．２であり、この値から大きくはずれないように（具体的には３．５≦Ｃｏ／Ｓｉ≦４．８の範囲内となるように）Ｓｉの添加量を定めた。【００２５】
また、Ｃｏの好ましい添加量は再結晶処理を行う温度で異なる。例えば、再結晶処理を行う温度が８００〜９００℃であればＣｏの添加量が０．５〜１．２質量％の範囲であることが好ましく、９００〜９５０℃未満であれば１．０〜２．０質量％の範囲であることが好ましい。これは、次に規定する銅合金材料の母材となる銅合金の結晶粒径から決定される。なお、再結晶処理を行う温度は、８００〜１０２５℃であればよく、Ｃｏの添加量が１．０〜２．０質量％の場合に、再結晶処理を行う温度を９００〜１０２５℃とすることができる。【００２６】
本発明の第１の実施態様では銅合金材料の母材となる銅合金の結晶粒径を３〜３５μｍの範囲としている。これは、結晶粒径が３μｍ以上であると、不十分な再結晶部分がみられる未再結晶を含む混粒となるおそれがなくなり、曲げ加工性が向上するためである。また、結晶粒径が３５μｍ以下であると、粒界密度が高く、曲げ応力（負荷された歪）を十分に吸収することができ、加工性が向上する。結晶粒径については、好ましくは３〜２０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍである。【００２７】
更に、本発明の第１の実施態様では銅合金材料の導電率を５０％ＩＡＣＳ以上としているここで、％ＩＡＣＳは材料の導電性を示す単位であって、「ＩＡＣＳ」とは”ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ａｎｎｅａｌｅｄ  ｃｏｐｐｅｒ  ｓｔａｎｄａｒｄ”の略である。この特性は、好ましくは例えば、ＣｏまたはＳｉの添加量を上記の範囲内とし、Ｃｏ２Ｓｉの金属間化合物を析出させることなどによって得られる特性である。導電率は、より好ましくは５５％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは６０％ＩＡＣＳ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常７５％ＩＡＣＳ程度である。導電率を向上させるには、析出物を析出させる時効熱処理温度からの冷却速度を２０〜１００Ｋ／時間（Ｋは絶対温度を示す「ケルビン」である。以下同じ）の範囲に保ちながら冷却し、３００℃に達するまで前記冷却速度を維持すると好ましい。ここで、時効熱処理後の銅合金を上記冷却速度に維持して室温、１００℃、２００℃まで冷却した場合、その導電率は３００℃まで維持した場合とほとんど変わらないことがわかった。なお、時効熱処理後の温度から３００℃まで冷却された銅合金をさらに室温まで冷却する際には、例えば空冷（自然冷却）などのように、冷却速度が１００Ｋ／時間を超えても差し支えない。また、本発明の第１の実施態様では銅合金材料の引張強度を５５０ＭＰａ以上としている。この引張強度は、より好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは７５０ＭＰａ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常９００ＭＰａ程度である。【００２８】
本発明の第１の実施態様の銅合金材料では、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径（平均粒子径）を５〜５０ｎｍとしている。析出物の粒子径が５ｎｍ以上であると十分な析出強化量を得ることができる。また、この析出物は銅母相と整合に析出して材料を強化するため、析出物の粒子径が５０ｎｍ以下であると、材料の強度が確保される。好ましくは析出物のサイズは１０〜３０ｎｍ、より好ましくは２０〜３０ｎｍである。【００２９】
析出密度については、ＣｏとＳｉからなる析出物の分布密度を１×１０８〜１０１０個／ｍｍ２としている。析出物の分布密度をこの範囲とすることで、強度と耐応力緩和特性が十分となる。本発明の第１の実施態様においては、温度１５０℃の大気雰囲気中で１０００時間経過後の応力緩和率が４０％未満であることが好ましい。なお、前記析出密度はＣｏ添加量と関係する。Ｃｏ添加量を０．５質量％以上とすると、前記析出物の粒子径が許容される程度に微細（５ｎｍ程度）であっても前記分布密度は上記の範囲内となる。また、Ｃｏ添加量が２．０質量％以下であると、前記析出物の粒子径が許容される程度に粗大（５０ｎｍ程度）であっても前記分布密度は上記の範囲内となる。
好ましくは、前記析出密度は、Ｃｏ添加量が０．５〜１．０質量％の場合は１×１０８〜８×１０8個／ｍｍ２で、Ｃｏ添加量が１．０〜１．５質量％の場合は５×１０８〜７×１０9個／ｍｍ２、Ｃｏ添加量が１．５〜２．０質量％の場合は１×１０９〜１０１０個／ｍｍ２である。【００３０】
以下、好ましい添加元素について述べる。Ｓｎ、Ｍｇの添加は耐応力緩和特性の改善に効果がある。個々のＳｎ、Ｍｇ添加でもその効果は見られるが、同時に添加することにより、相乗的にその効果を発揮する元素である。Ｓｎ、Ｍｇの添加量が、これらの元素の少なくとも１種の合計で０．１質量％以上であればその効果が顕著に発揮され、合計で０．５質量％以下であれば導電性低下などの影響もない。さらに、その添加比について、Ｓｎ／Ｍｇ≧１の場合は、耐応力緩和特性はさらに向上する傾向がある。【００３１】
次に、Ｓｎ、Ｍｇ以外の他の好ましい添加元素について述べる。Ｚｎ、Ｍｎは固溶強化により特性を向上させる。そのため、少なくとも１種を合計で０．１〜０．５質量％としている。その量が合計で０．１質量％以上であればその効果が顕著に発揮され、合計で０．５質量％以下であれば導電性低下などの影響もない。Ｚｎ、Ｍｎの添加量は、好ましくは、これらの元素の少なくとも１種が合計で０．２〜０．４質量％である。【００３２】
また、Ｆｅ、Ｃｒ、ＮｉはＣｏと置換を行ってＳｉと化合物を形成し、強度向上に寄与する元素である。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒは、Ｃｏの一部と置換して、（Ｃｏ、χ）２Ｓｉ化合物(χ＝Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ）を形成し、強度を向上させる働きがある。また、これらの元素は結晶粒径を微細化する効果を有する。そのため、これらの元素の少なくとも１種（各元素、任意の２種類の元素の組合せ、３種類全てのいずれでも良い）を合計で０．１〜１．０質量％の範囲としている。０．１質量％以上であればその効果が顕著に発揮され、合計で１．０質量％以下であれば、鋳造時に晶出を起こしたり、強度に寄与しない金属間化合物を形成したりすることもなく、導電性低下などの影響もない。なお、これらの元素は複合して添加しても、単独で添加してもほぼ同じような効果が見られるが、Ｎｉを添加すると顕著な強度向上効果を示す。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの添加量は、好ましくは、これらの元素の少なくとも１種が合計で０．５〜０．８質量％である。
本発明の第１の実施態様の銅合金材料における不可避不純物としては、Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｓ等が挙げられる。【００３３】
上記本発明の第１の実施態様の銅合金材料の製造方法について、以下に説明する。最終圧延前の再結晶熱処理温度は、材料の部分溶融や変形の影響を考慮すると、８００〜１０００℃とすることが好ましい。より好ましくは、上限が９５０℃未満である。この理由は、上記のＣｏなどの元素を十分に溶体化し再結晶するためには８００℃以上とすることが好ましく、また、１０００℃以下であれば、材料の部分溶融や形状変形が発生するおそれが低くなるためである。好ましくは、Ｃｏ添加量が０．５〜１．２質量％であれば前記再結晶熱処理を８００〜９００℃で、Ｃｏ添加量が１．０〜１．５質量％であれば前記再結晶熱処理を９００〜９５０℃（９５０℃を含まず）とする。Ｃｏ添加量が１．５質量％以上（２．０質量％以下）の場合は、前記再結晶熱処理を９５０℃以上の温度（材料の部分溶融や変形の影響を考慮すると、１０２５℃以下、好ましくは１０００℃以下）で行うのが好ましい。
次いで、前記再結晶熱処理を行った温度からの冷却速度が５０Ｋ／秒以上で冷却すると、Ｃｏを含有する析出物が整合に析出して材料の強度を向上させる。なお、この冷却速度は高温熱処理温度から３００℃までの間における平均冷却速度を意味する。【００３４】
前記再結晶熱処理の後に、ＣｏとＳｉの化合物を形成させるための時効熱処理を実施する。前記時効熱処理は再結晶熱処理後でも、所定の冷間圧延を行った後に行ってもよい。  本発明の第１の実施態様においては、この時効熱処理の条件は、再結晶熱処理後に最終の冷間圧延前に行う場合には、５００〜６００℃の温度で１〜４時間が好ましく、一方、最終の冷間圧延後に再結晶熱処理前に行う場合には、４５０〜５５０℃の温度で１〜４時間が好ましい。また、この時効熱処理後の冷却速度を２０〜１００Ｋ／時間とし、冷却速度が導電性の向上に寄与するようにする。前記冷却速度で冷却する温度範囲は、再結晶熱処理温度から３００℃までの冷却範囲とすることが好ましい。なお、材料温度が３００℃より低くなった後は、材料を急冷しても差し支えない。
前記時効熱処理後の冷却速度は、熱処理炉で温度管理することで調整できる。なお、急速に冷却したい場合は、熱処理炉の加熱帯から試料を取り出し、強制空冷や水焼入で対応することができる。【００３５】
次に、本発明の第１の実施態様の銅合金材料を製造する工程の一例を挙げてさらに詳細に説明する。
＜溶解鋳造＞
銅合金の原料となる銅、コバルト、ケイ素などを溶解し、鋳型に流し込んで１０〜３０Ｋ／秒の冷却速度で冷却しながら鋳造し、所定の大きさの銅合金鋳塊を得る。鋳塊のサイズは例えば、厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍである。
＜熱間圧延・面削・冷間圧延＞
その後、この鋳塊を温度９３０〜１０５０℃（好ましくは９５０〜１０５０℃）で３０分間〜６０分間保持し、その後熱間圧延によって加工後、速やかに水冷却（急速冷却）にて焼入れを施し、表面上の酸化皮膜除去のため、圧延された表面を面削後、冷間圧延を行なう。
＜再結晶熱処理＞
この後、溶体化、再結晶させる目的で、温度８００〜１０２５℃に保持されたソルトバス（塩浴炉）内で一定時間再結晶熱処理を行い、水冷却で焼き入れを行う。再結晶熱処理の際、昇温速度はサンプルを板厚の異なったステンレス板にはさむことで調整して熱処理を行う。このときの好ましい昇温速度は、温度３００℃以上では１０〜３００Ｋ／秒である。また、好ましい冷却速度は、５０〜２００Ｋ／秒である。
＜時効熱処理＞
次に、時効析出させる目的で、５００〜６００℃で１〜４時間の時効熱処理を施す。その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は５〜５０Ｋ／分の範囲内にあり、降温に際しては、析出に影響を与えると考えられる温度帯より十分低い温度である３００℃までは炉内で２０〜１００Ｋ／分の範囲内で冷却を行う。
＜仕上げ圧延（必要に応じて）＞
時効熱処理が終了した銅合金材料に、さらに０〜４０％の加工率で最終の冷間圧延（仕上げ圧延）を施して仕上げ圧延材を得る。なお、仕上げ圧延は実施してもしなくてもよい。加工率０％とは、仕上げ圧延を行わないことを意味する。
＜歪取り焼鈍＞
時効熱処理終了後（仕上げ圧延したものは仕上げ圧延終了後）に、必要に応じて歪取り焼鈍を施す。
＜工程の繰り返しについて＞
再結晶熱処理、時効熱処理及び冷間圧延は、いずれも、上記条件で２回以上繰り返してもよく、行なう順序を前後させても良い。【００３６】
次に、本発明の第２の実施態様の銅合金材料の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。【００３７】
まず、銅合金材料を構成する銅合金素材の組成と構成元素について説明する。本発明の第２の実施態様における銅合金素材の組成において、必須の添加元素はＣｏ（コバルト）とＳｉ（ケイ素）である。これらの添加量について、Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％とした理由は、これらはＣｏ２Ｓｉの金属間化合物を形成し、析出強化に寄与するにあたり、Ｃｏの添加量を０．５質量％以上とすると析出強化量が大きくなるため銅合金材料の強度を５５０ＭＰａ以上とすることができ、また２．０質量％以下であれば溶体化温度を適切な範囲に設定することが可能となる。また、この化合物の化学両論比から最適な添加比は、Ｃｏ／Ｓｉ≒４．２であり、この値から大きくはずれないように（具体的には３．５≦Ｃｏ／Ｓｉ≦４．８の範囲内となるように）Ｓｉの添加量を定めた。【００３８】
また、Ｃｏの好ましい添加量は再結晶処理を行う温度で異なる。例えば、再結晶処理を行う温度が８００〜９００℃であればＣｏの添加量は０．５〜１．２質量％の範囲が好ましく、再結晶処理を行う温度が９００〜９８０℃未満であればＣｏの添加量は１．０〜２．０質量％の範囲が好ましい。これは、次に規定する銅合金の結晶粒径から決定される。【００３９】
本発明の第２の実施態様において、母材の銅合金の結晶粒径を３〜３５μｍとした理由とその好ましい結晶粒径の範囲は、本発明の第１の実施態様でのそれらと同様である。【００４０】
更に、本発明の第２の実施態様は銅合金材料の導電率を５０％ＩＡＣＳ以上としている。この特性を得るためには、ＣｏまたはＳｉの添加量を上記の範囲内とし、Ｃｏ２Ｓｉの金属間化合物を析出させることによって得られる特性である。なお、この合金系で導電率を最大限に引き出すには、析出物を析出させる時効熱処理温度を５００〜６００℃で１〜４時間行うことが望ましい。導電率は、より好ましくは５５％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは６０％ＩＡＣＳ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常７５％ＩＡＣＳ程度である。また、本発明の第２の実施態様では銅合金材料の引張強度を５５０ＭＰａ以上としている。この引張強度は、より好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは７５０ＭＰａ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常９００ＭＰａ程度である。【００４１】
なお、上記時効熱処理温度からの冷却速度を制御することにより高導電化することが可能である。その好ましい条件は、銅合金材料の温度が時効熱処理後３００℃となるまでの間、１０〜８０Ｋ／時間（Ｋは絶対温度を示す「ケルビン」である。以下同じ）の速度で冷却することである。この条件で冷却すれば、導電率が向上する。なお、その後、３００℃より室温までの冷却速度は空冷（自然冷却）で構わない。【００４２】
本発明の第２の実施態様の銅合金材料では、本発明の第１の実施態様と同様の理由から、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径（平均粒子径）を５〜５０ｎｍとしている。また、析出物の粒子径が大きいと、はんだ密着性が劣化するおそれがあるが、粒子径が５〜５０ｎｍの範囲でははんだ密着性が優れる。好ましくは析出物のサイズは１０〜３５ｎｍ、より好ましくは１５〜３０ｎｍである。【００４３】
以下、好ましい添加元素について述べる。本発明の第２の実施態様において、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎを添加すると固溶強化により特性を向上させることができる。そのため、本発明の第２の実施態様では、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｎの少なくとも１種（各元素、任意の２種類の原則の組合せ、３種類全てのいずれでも良い）を合計で０．１〜１．０質量％添加している。その理由は、これらの元素の少なくとも１種の合計添加量が０．１質量％以上であればその効果が顕著に発揮され、１．０質量％以下であれば導電性低下などの影響もない。また、これらの元素の少なくとも１種の合計添加量は好ましくは０．２〜０．４質量％である。また、Ｓｎ、Ｍｇは耐応力緩和特性（耐クリープ特性）を改善する効果があり、双方を添加すると改善の効果が高い。なお、Ｍｇは熱間加工性を改善する効果があり、Ｚｎにははんだ密着性の経時変化（劣化特性）を抑制させる顕著な効果がある。
本発明の第２の実施態様の銅合金材料における不可避不純物としては、第１の実施態様の銅合金材料と同様に、Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｓ等が挙げられる。【００４４】
本発明の第２の実施態様において、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉは、本発明の第１の実施態様におけるのと同様に、Ｃｏと置換を行ってＳｉと化合物を形成し、強度向上に寄与する元素である。これらの好ましい含有量も本発明の第１の実施態様と同様である。【００４５】
また、本発明の第２の実施態様の銅合金材料では、その表面粗度を、Ｒａが０．２μｍ以下、かつＲｔが２μｍ以下と規定している。これにより本発明の第２の実施態様に係る銅合金材料ははんだ濡れ性に優れ、その結果、はんだ密着強度が良好になる。前記Ｒａ、Ｒｔは小さいほど良く、好ましくはＲａが０．１５μｍ以下、かつＲｔが１．５以下、より好ましくはＲａが０．１μｍ以下、かつＲｔが１．０以下である。Ｒａ及びＲｔは、それぞれＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に基づいて測定されるものである。【００４６】
次に、本発明の第２の実施態様の銅合金材料を製造する工程の一例を説明する。
＜溶解鋳造＞
銅合金の原料となる銅、コバルト、ケイ素などを溶解し、鋳型に流し込んで１０〜３０Ｋ／秒の冷却速度で冷却しながら鋳造し、銅合金鋳塊を得る。鋳塊のサイズは例えば、厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍである。
＜熱間圧延・面削・冷間圧延＞
その後、この鋳塊を温度９３０〜１０５０℃（好ましくは９５０〜１０５０℃）で３０分間〜６０分間保持し、その後熱間圧延によって加工後、速やかに水冷却（急速冷却）にて焼入れを施し、表面上の酸化皮膜除去のため、圧延された表面を面削後、冷間圧延を行なう。
＜再結晶熱処理＞
この後、溶体化、再結晶させる目的で、温度８００〜１０２５℃に保持されたソルトバス（塩浴炉）内で一定時間再結晶熱処理を行い、水冷却で焼き入れを行う。再結晶熱処理の際、昇温速度はサンプルを板厚の異なったステンレス板にはさむことで調整して熱処理を行う。このときの好ましい昇温速度は、温度３００℃以上では１０〜３００Ｋ／秒である。また、好ましい冷却速度は、３０〜２００Ｋ／秒である。
＜時効熱処理＞
次に、時効析出させる目的で、時効熱処理を施す。その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は５〜５０Ｋ／分の範囲内にあり、降温に際しては、析出に影響を与えると考えられる温度帯より十分低い温度である３００℃までは炉内で１〜１０Ｋ／分の範囲内で冷却を行う。
＜酸溶解、研削＞
本発明の第２の実施態様の銅合金材料の製造方法においては、最終の冷間圧延前に材料表面を酸洗して材料表面に存在する酸化銅などを酸により溶解除去した後、該酸洗後の材料表面を研削する。酸溶解に用いられる酸としては、例えば、塩酸、硝酸、燐酸、ふっ酸などの混合希釈液が好ましく用いられる。酸洗後の表面研削法は特に制限はなく、常法によって行なうことができる。例えば、機械的手段などによって、材料両表面を０．２〜２ｍｍ研削することが好ましい。
＜仕上げ圧延（必要に応じて）＞
前記酸溶解とその後の研削処理が終了した銅合金材料に、さらに０〜４０％の加工率で最終の冷間圧延を施して仕上げ圧延材を得る。なお、仕上げ圧延は実施してもしなくてもよい。加工率０％とは、仕上げ圧延を行わないことを意味する。
＜歪取り焼鈍＞
時効熱処理終了後（仕上げ圧延したものは仕上げ圧延終了後）に、必要に応じて歪取り焼鈍を施す。
＜工程の繰り返しについて＞
再結晶熱処理、時効熱処理及び冷間圧延は、いずれも、上記条件で２回以上繰り返してもよく、行なう順序を前後させても良い。【００４７】
次に、本発明の第３の実施態様の銅合金材料の好ましい実施の態様について、詳細に説明する。【００４８】
本発明の第３の実施態様では、必須の添加元素としてＣｏ（コバルト）を０．７〜２．０質量％含有し、Ｓｉ（ケイ素）を、ＣｏのＳｉに対する質量比（Ｃｏ／Ｓｉ）が３以上５以下となる範囲で（好ましくは０．１〜０．５質量％の範囲で）含有する銅合金材料である。これにより、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、引張強度が５７０ＭＰａ以上となり、特に高いレベルで高導電率かつ高強度の要求を満足することができる。本発明の第３の実施態様では銅合金材料の導電率を５０％ＩＡＣＳ以上としている。導電率は、より好ましくは５５％ＩＡＣＳ以上、さらに好ましくは６０％ＩＡＣＳ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常７５％ＩＡＣＳ程度である。また、本発明の第３の実施態様では銅合金材料の引張強度を５５０ＭＰａ以上としている。この引張強度は、より好ましくは６００ＭＰａ以上、さらに好ましくは７５０ＭＰａ以上であり、高い程好ましいが、その上限は通常９００ＭＰａ程度である。【００４９】
また、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均が３〜２０μｍ、標準偏差が８μｍ以下であることが、曲げ加工性の一層の向上のために有用である。なお、標準偏差は小さければ小さいほどよく、結晶粒径の標準偏差は結晶粒径の算術平均より小さい値であることがより好ましい。母材の銅合金の結晶粒径の算術平均および標準偏差が上記範囲にあることで、曲げ応力（負荷された歪）を十分に分散させることができる。なお、曲げ加工性をさらに高めたい場合には、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均から標準偏差を引いた値が０μｍより大きいことが好ましく、標準偏差を算術平均で割った値が０．６５以下であることがより好ましく、０．４以下であることがさらに好ましい。なお、標準偏差を算術平均で割った値の下限は０．２以上であることが現実的で、この値より小さくなると特性は向上するが、実際の製造が困難になる傾向がある。ここで、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均および標準偏差を求める際の測定母数は１００以上に設定することが好ましく、算術平均および標準偏差の測定母数は同一の値とすることがより好ましい。【００５０】
曲げ加工性に関しては、引張強度が５７０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下の場合は、Ｒ／ｔの値が０．５以下、引張強度が６５０ＭＰａを超えて７００ＭＰａ以下の場合は、Ｒ／ｔの値が１．０以下、引張強度が７００ＭＰａを超える場合は、Ｒ／ｔの値が１．５以下であることが好ましい。ここで、Ｒ／ｔとは、日本伸銅協会技術標準「銅および銅合金薄板条の曲げ加工性評価方法（ＪＢＭＡ  Ｔ３０７）」に準拠した曲げ角度９０°のＷ曲げ試験を行った結果を意味し、圧延垂直方向に切り出した板材を所定の曲げ半径（Ｒ）の条件下で曲げ試験を行って、その頂点にクラック（割れ）が生じない限界のＲを求め、その時の板厚（ｔ）で規格化した値である。一般にＲ／ｔが小さいほど、曲げ加工性が良好であるとされる。本発明の電気電子部品用銅合金材料では、引張強度と曲げ加工性（Ｒ／ｔ）が、前記の関係を有するものが好ましい。また、曲げ加工性（Ｒ／ｔ）の下限は０である。【００５１】
以下、ＣｏおよびＳｉ以外の添加元素について説明する。
Ｆｅ、Ｃｒ、ＮｉはＣｏと置換を行ってＳｉと化合物を形成し、強度向上に寄与する元素である。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒは、Ｃｏの一部と置換して、（Ｃｏ、χ）２Ｓｉ化合物（χはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ）を形成し、強度を向上させる働きがある。これらの元素の少なくとも１種（各元素、任意の２種類の元素の組合せ、３種類全てのいずれでも良い）を合計で０．０１〜１．０質量％の範囲としている。０．０１質量％以上であればその効果が顕著に発揮され、合計で１．０質量％以下であれば、鋳造時に晶出を起こしたり、強度に寄与しない金属間化合物を形成したりすることもなく、導電性低下などの影響もない。なお、これらの元素は複合して添加しても、単独で添加してもほぼ同じような効果が見られるが、Ｎｉを添加すると顕著な強度向上効果を示す。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの添加量は、好ましくは、これらの元素の少なくとも１種の合計で０．０５〜０．９質量％である。
なお、ＺｒやＴｉについても、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒとほぼ同様の効果を奏するが、ＺｒやＴｉは酸化しやすく、多量に添加すると製造中の材料に割れが発生することがあるので、ＺｒおよびＴｉの添加量については、これらの元素の少なくとも１種を合計で０．０１〜０．１質量％の範囲とすることが好ましい。【００５２】
Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎは銅母相に固溶して強化する特徴がある。その添加量が、これらの元素の少なくとも１種の合計で０．０１質量％以上であれば効果を奏し、１．０質量％以下であれば導電性を阻害することもない。好ましい添加量は、これらの元素の少なくとも１種の０．０５〜０．２質量％である。
本発明の第３の実施態様の銅合金材料における不可避不純物としては、第１または第２の実施態様の銅合金材料と同様に、Ｈ、Ｃ、Ｏ、Ｓ等が挙げられる。【００５３】
なお、Ｚｎには半田密着性を向上させる効果、Ｍｎは熱間加工性を改善する効果もある。また、Ｓｎ、Ｍｇの添加は耐応力緩和特性の改善に効果がある。個々のＳｎ、Ｍｇ添加でもその効果は見られるが、同時に添加することにより、相乗的にその効果を発揮する元素である。その添加量が、これらの元素の少なくとも１種の合計で０．１質量％以上であれば効果を奏し、１．０質量％以下であれば導電性を阻害することもなく、５０％ＩＡＣＳ以上の導電性が確保される。一方、ＳｎとＭｇの添加比について、Ｓｎ／Ｍｇ≧１の場合には、耐応力緩和特性はさらに向上する。【００５４】
次に、本発明の第３の実施態様の銅合金材料を製造する工程の一例を説明する。
＜溶解鋳造＞
銅合金の原料となる銅、コバルト、ケイ素などを溶解し、鋳型に流し込んで１０〜３０Ｋ／秒（Ｋは絶対温度を示す「ケルビン」である。以下同じ）の冷却速度で冷却しながら鋳造し、銅合金鋳塊を得る。ここでは幅１６０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ１８０ｍｍとなるようにする。
＜熱間圧延・面削・冷間圧延＞
その後、この鋳塊を温度９００〜１０００℃で３０分間〜６０分間保持し、その後熱間圧延によって厚さ１２ｍｍになるまで加工後、速やかに水冷却（急速冷却）にて焼入れを施し、表面上の酸化皮膜除去のため、圧延された表面を片側１ｍｍ前後面削して約１０ｍｍにした後、冷間圧延にて厚さ約０．１〜０．３ｍｍとなるように加工する。
＜再結晶熱処理＞
この後、溶体化、再結晶させる目的で、温度８００〜１０２５℃に保持されたソルトバス（塩浴炉）内で一定時間（ここでは３０秒間）再結晶熱処理を行い、水冷却で焼き入れを行う。再結晶熱処理の際、昇温速度はサンプルを板厚の異なったステンレス板にはさむことで調整して熱処理を行う。このときの好ましい昇温速度は、温度３００℃以上では１０〜３００Ｋ／秒である。また、好ましい冷却速度は、３０〜２００Ｋ／秒である。
＜時効熱処理＞
次に、時効析出させる目的で、温度５２５℃で１２０分間の時効熱処理を施す。その際の室温から最高温度に到達するまでの昇温速度は３〜２５Ｋ／分の範囲内にあり、降温に際しては、析出に影響を与えると考えられる温度帯より十分低い温度である３００℃までは炉内で１〜２Ｋ／分の範囲内で冷却を行う。
＜仕上げ圧延（必要に応じて）＞
時効熱処理が終了した銅合金材料に、さらに０％〜４０％（上限は好ましくは２０％）の加工率で最終の冷間圧延を施して仕上げ圧延材を得る。なお、仕上げ圧延は実施してもしなくてもよい。加工率０％とは、仕上げ圧延を行わないことを意味する。
＜歪取り焼鈍＞
時効熱処理終了後（仕上げ圧延したものは仕上げ圧延終了後）に、必要に応じて歪取り焼鈍を施す。
＜工程の繰り返しについて＞
再結晶熱処理と時効熱処理は、上記条件で２回以上繰り返してもよい。【００５５】
基本的には、再結晶熱処理と時効熱処理により、結晶粒の粒径やその分布（標準偏差）が決定される。結晶粒の粒径やその分布を変化させるには、再結晶熱処理や時効熱処理における、昇温速度、熱処理時の保持温度、冷却速度を制御することが効果的である。【００５６】
また、昇温速度、熱処理時の保持温度、冷却速度は、本発明の第３の実施態様の銅合金材料において必須の添加元素であるＣｏ、Ｓｉの添加量にも関係するため、Ｃｏ、Ｓｉの添加量を調整することによっても結晶粒の粒径やその分布を変化させることができる。さらに、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｓｉ以外の元素を添加することによって、結晶粒以外の析出物を銅合金中に分散させて、その作用により結晶粒の粒径やその分布を変化させることもできる。【００５７】
本発明の第３の実施態様の銅合金材料は、高導電率、高強度、さらに良好な曲げ加工性をすべて満足するため、結晶粒径の算術平均が３μｍ以上２０μｍ以下、標準偏差を８μｍ以下とすることが求められる。なお、標準偏差は小さければ小さいほどよく、結晶粒径の標準偏差は結晶粒径の算術平均より小さい値であることがより好ましい。母材の銅合金の結晶粒径の算術平均および標準偏差が上記範囲にあることで、曲げ応力（負荷された歪）を十分に分散させることができる。
よって、上述の添加元素や製造条件（特に再結晶熱処理と時効熱処理の条件）は、結晶粒径の算術平均および標準偏差の条件を満足するように適宜調整される。特に、結晶粒径の算術平均が３μｍ未満の場合においては、未再結晶領域が残存し、曲げ特性の劣化に直結するため、結晶粒径の標準偏差は結晶粒径の算術平均より小さい値であることが好ましく、３μｍ以上となるようにすることがより好ましい。
なお、曲げ加工性をさらに高めたい場合には、母材の銅合金の結晶粒径の算術平均から標準偏差を引いた値が０μｍより大きいことが好ましく、また、標準偏差を算術平均で割った値が０．６５以下であることがより好ましく、０．４以下であることがさらに好ましい。なお、標準偏差を算術平均で割った値の下限は０．２以上であることが、実際の製造上現実的である。【００５８】
ここで、再結晶熱処理における昇温速度について説明する。
昇温速度が遅すぎると加熱処理が過ぎてしまい、析出物や晶出物の粗大化が起き、強度低下が起きてしまうおそれがある。また、過熱による結晶粒粗大化がおきるおそれがある。一方、昇温速度が速すぎると、結晶粒粗大化を防ぐ析出物生成量数が少なくなり、結晶粒の粗大化がおきてしまうおそれがある。このため、好ましい昇温速度は上記のようになる。【００５９】
また、再結晶熱処理温度に関しては、Ｃｏの添加量により調整することも効果的である。Ｃｏの添加量が１質量％未満の場合は、再結晶熱処理時の保持温度を８５０℃以上９００℃未満とし、Ｃｏの添加量が１質量％以上の場合は、再結晶熱処理時の保持温度を９００℃以上１０００℃未満とすることが好ましい。再結晶熱処理時の保持温度がこの範囲より低い場合は強度不足となるおそれが高まり、再結晶熱処理時の保持温度がこの範囲より高い場合は結晶粒粗大化による曲げ性の劣化が起こりうるだけでなく、銅合金材料の変形も起こりうるためである。【００６０】
なお、本発明の別の好ましい実施態様として、以下のものが挙げられる。
（Ｂ１）Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する電気電子部品用銅合金材料であって、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍ、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、かつ銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下であって、引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である電気電子部品用銅合金材料。
（Ｂ２）電気電子部品用銅合金材料を製造する方法であって、Ｃｏを０．５〜２．０質量％、Ｓｉを０．１〜０．５質量％含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる組成を有する銅合金材料に、最終の冷間圧延前に該材料表面を酸溶解後、研削する工程を含んでなり、母材の銅合金の結晶粒径が３〜３５μｍ、ＣｏとＳｉからなる析出物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、かつ銅合金材料として表面粗度がＲａで０．２μｍ以下かつＲｔで２μｍ以下であって、引張強度が５５０ＭＰａ以上、導電率が５０％ＩＡＣＳ以上である銅合金材料を得る、ことを特徴とする電気電子部品用銅合金材料の製造方法。
（Ｃ３）Ｃｏを０．７〜２．５質量％（上限は好ましくは２．０質量％）であり、ＣｏのＳｉに対する質量比（Ｃｏ／Ｓｉ）が３以上５以下である銅合金材料であって、
母材の銅合金の結晶粒径の算術平均が３〜２０μｍ、標準偏差が８μｍ以下であって、前記標準偏差が前記算術平均よりも小さいことを特徴とする銅合金材料。
前記（Ｂ１）及び（Ｂ２）の実施態様については、例えば、その合金組成、添加元素、結晶粒と析出物の状態、表面粗度、その製造方法（各製造工程、製造条件など）について、さらにそれらの具体例や好ましい範囲など、前記本発明の第２の実施態様と異なる構成要素に関することを除いて全て同様である。また、前記（Ｂ１）及び（Ｂ２）の実施態様は、前記本発明の第２の実施態様と同様の効果を奏するものである。
前記（Ｃ３）の実施態様については、例えば、その合金組成、添加元素、結晶粒と析出物の状態、その製造方法（各製造工程、製造条件など）について、さらにそれらの具体例や好ましい範囲など、前記本発明の第３の実施態様と異なる構成要素に関することを除いて全て同様である。また、前記（Ｃ３）の実施態様は、前記本発明の第３の実施態様と同様の効果を奏するものである。
【実施例】
【００６１】
次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。【００６２】
（実施例１）
表１、２に示した成分を含有し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金（１ａ〜３６ａ、１ｂ〜２４ｂ）を高周波溶解炉により溶解し、これを１０〜３０Ｋ／秒の冷却速度で鋳造して厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。
得られた鋳塊を温度９３０〜９７０℃で０．５〜１．０時間保持した後、熱間圧延を行い板厚ｔ＝１２ｍｍの熱間圧延板を作製し、その両面を各１ｍｍ面削して板厚ｔ＝１０ｍｍとし、次いで冷間圧延により板厚ｔ＝０．３ｍｍに仕上げ、７００℃以上１０２５℃以下の温度で再結晶熱処理を行った。この準備した材料を次の２工程のいずれかの処理を施してで最終製品を作成した。
工程Ａ：再結晶熱処理−時効熱処理（温度５００〜６００℃で１〜４時間）−冷間加工（５〜２５％）
※この後、必要に応じて、温度３００〜４００℃で１〜２時間のひずみ取り焼鈍を実施した。
工程Ｂ：再結晶熱処理−冷間圧延（加工率：５〜２５％）−時効熱処理（温度４５０〜５５０℃で１〜４時間）
なお、以下の表には、前記工程ＡとＢで述べた加工率を示した。【００６３】
この供試材について下記の特性調査を行った。
ａ．引張強度：
供試材の圧延平行方向から切り出したＪＩＳ  Ｚ２２０１−１３Ｂ号の試験片をＪＩＳ  Ｚ２２４１に準じて３本測定しその平均値を示した。
ｂ．導電率測定：
四端子法を用いて、２０℃（±１℃）に管理された恒温槽中で、各試験片の２本について導電率を測定し、その平均値（％ＩＡＣＳ）を表１〜表２に示した。このとき端子間距離は１００ｍｍとした。
ｃ．曲げ加工性：
供試材から圧延方向に垂直に幅１０ｍｍ、長さ３５ｍｍに試験片を切出し、これに曲げの軸が圧延方向に平行に曲げ半径Ｒ＝０〜０．５（ｍｍ）の６水準で９０°Ｗ曲げ（Ｂａｄ−ｗａｙ曲げ）し、曲げ部における割れの有無を５０倍の光学顕微鏡で目視観察および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりその曲げ加工部位を観察し割れの有無を調査した。表１中のＲ／ｔのＲは曲げ半径でｔは板厚を示し、この値が小さいほど良好な曲げ加工性を示す。ここでは、Ｒ／ｔの値が２．５以下であるものを、良好な曲げ加工性を有する銅合金材料であるとする。好ましくはＲ／ｔの値が２以下であるものとする。
ｄ．結晶粒径：
供試材（試験片）の圧延方向に垂直な断面を湿式研磨、バフ研磨により鏡面に仕上げた後、クロム酸：水＝１：１の液で数秒研磨面を腐食した後、光学顕微鏡で２００〜４００倍の倍率または、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の二次電子像を用いて５００〜２０００倍の倍率で写真をとり、この断面の結晶粒径をＪＩＳ  Ｈ０５０１（伸銅品結晶粒度測定方法）の切断法に準じて測定した。なお、写真の倍率については、観測される結晶粒の大きさにより変化させた。なお、表中の「混粒」とは、再結晶と未再結晶（圧延加工残留）の両方が混在した組織で、混粒の場合には粒径は測定しなかった。未再結晶が存在すると曲げ加工性が劣化すると言われている。そのため、混粒は望ましくない組織である。
ｅ．時効熱処理後の冷却速度
時効熱処理時の温度から３００℃まで冷却される間の冷却速度は、熱処理炉で温度管理することで調整した。なお、急速に冷却する場合は、熱処理炉の加熱帯から試料を取りだし、強制空冷や水焼入で対応した。
ｆ．析出物のサイズと密度
析出物のサイズは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて評価を行った。最終製品では加工歪みの影響を受けて観察しにくくなるため時効熱処理後の材料の組織観察を実施した。熱処理材の任意の場所からＴＥＭ用試験片を切り出し、硝酸（２０％）のメタノール溶液を用いて、温度−２０〜−２５℃の範囲で電解研磨（ツインジェット式電解研磨装置による）を行って観察用の試験片を完成させた。
その後、加速電圧：３００ｋＶで観察を行って、電子線の入射方位を（００１）近傍に合わせて、１０００００倍の写真を任意に３枚撮影した。その写真を用いて析出物（約１００個）の平均サイズをと個数を求めた。
ｇ．耐応力緩和特性（応力緩和率）
応力緩和率（ＳＲＲ）は日本伸銅協会技術標準「ＪＣＢＡ  Ｔ３０９：２００１（仮）」に準拠した片持ち梁法で、各供試材にＪＩＳ  Ｚ２２４１に準じて０．２％耐力の８０％の応力を温度１５０℃で１０００時間負荷し、初期のたわみ変位に対する経時後の永久たわみ変位を３本の供試材について測定して、各供試材の初期のたわみ変位に対する経時後の永久たわみ変位の割合（％）の平均値として求めた。【００６４】
【表１】
2010013790.tif 000002
【００６５】
【表２】
2010013790.tif 000003
【００６６】
表１、表２に例をそれぞれ示す。表２において、斜体文字は本発明の第１の実施態様で規定する範囲外の数値等を示す。表２の例２１〜２４は冷却速度に関する参考例であって、時効熱処理終了後直ちに強制空冷したものである。表１の例は、強度、導電性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性のすべてをバランス良く満足している。これに対し、表２に示される例では、強度、導電性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性の少なくともいずれかの特性が実用的でないものとなった。また、表２の製造方法の例２１〜２４については、表１の例でＣｏの添加量や引張強度がほぼ同様の例と比較して、導電率が低くなる傾向がみられた。【００６７】
（実施例２）
表３、４に示した成分を含有し、残部がＣｕと不可避不純物から成る銅合金素材を高周波溶解炉により溶解した後、１０〜３０Ｋ／秒の冷却速度で冷却して厚さ３０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの鋳塊を得た。
なお、Ｓｉを添加するＣｕにおいて、原料中や材料中のＯ（酸素）を規定する公知文献が多々あるが、Ｃｕより酸化性の高い元素を添加する場合は、ＯがあればＣｕよりも先に酸化するため添加元素であるＳｉの歩留まりが安定しない。よって、原料や材料中のＯ濃度を規定することはＣｕより酸化性の強い元素を添加する場合には当業者として周知の技術である。同様に、Ｏと共にＨ（水素）を規定する公知文献も多々あるが、ＨとＯは原料の表層に水分として付着していることが多く、Ｏを取り除く前処理を行うとＨも除去でき、さらに、Ｈ濃度が高いと、鋳塊製造時に内部にガス気泡が多く発生して良好な板材を得ることができない。よって、Ｈ濃度を低減させることは銅合金製造における当業者としては周知の技術の一つである。
得られた鋳塊を９３０〜１０５０℃の温度で０．５〜１．０時間保持後、熱間圧延を行い板厚ｔ＝１２ｍｍの熱延板を作製し、その両面を各１ｍｍ面削して板厚ｔ＝１０ｍｍとし、次いで冷間圧延により板厚ｔ＝０．３ｍｍに仕上げ、７００〜１０２５℃の温度で再結晶熱処理を行った。この再結晶熱処理後の材料に次の工程を施して最終製品となる供試材を作成した。
工程：再結晶熱処理−時効熱処理（５００〜６００℃の温度で１〜４時間）
−表面酸洗・研削−冷間加工（加工率：５〜２５％）
※この後、必要に応じて、３００〜４００℃の温度で１〜２時間のひずみ取り焼鈍を実施した。
なお、以下の表には、前記工程で述べた加工率を示した。
また、再結晶熱処理と時効熱処理との間に、加工率５〜２５％の冷間圧延を追加した工程も行った。
なお、表面酸洗工程は常法により行った。【００６８】
この供試材について下記の特性調査を行った。
ａ．引張強度、ｂ．導電率測定、ｃ．曲げ加工性、ｄ．結晶粒径は実施例１と同様に測定した。
なお、この実施例２における曲げ加工性としては、Ｒ／ｔの値が２．５以下であるものを、良好な曲げ加工性を有する銅合金材料であるとする。好ましくはＲ／ｔの値が２以下であるものとする。
ｅ２．析出物の粒子径
析出物の粒子径は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて評価を行った。最終製品では加工歪みの影響を受けるため時効熱処理後の材料の組織観察を実施した。熱処理材の任意の場所からＴＥＭ用試験片を切り出し、硝酸（２０％）のメタノール溶液を用いて、温度−２０〜−２５℃の範囲で電解研磨（ツインジェット式電解研磨装置による）を行って観察用の試験片を完成させた。
その後、加速電圧：３００ｋＶで観察を行って、電子線の入射方位を（００１）近傍に合わせて、倍率が１０００００倍の写真を任意に３枚撮影した。その写真を用いて析出物（約１００個）の平均粒子径を求めた。
ｆ２．はんだ濡れ試験（メニスコグラフ）
ＪＩＳ  Ｃ  ６０００６８−２−５４に準拠
試験サイズは、１０×２５ｍｍで幅１０ｍｍ側を準備したＰｂフリーはんだ（Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）のはんだ浴に浸けた。この時の条件は、フラックスとして、ロジン系のＲ１００−４０を使い、浸ける速度は１０ｍｍ／秒で、試験片の１０ｍｍまで浸ける試験を実施した。なお、はんだ浴の温度は２４５℃（±２℃）に制御した。試験はサンプル数ｎ＝５で実施し、濡れ時間と濡れ荷重を測定し、濡れ時間を評価基準とした。今回は、濡れ時間が２秒以下のものを「良（○）」、３秒以下のものを「可（△）」、３秒を超えるものを「不良（×）」とし、ｎ＝５の平均時間で評価した。
ｇ２．はんだ密着強度の評価
はんだ密着強度の評価は以下の方法で行った。はんだ種はＰｂフリーはんだ（Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用い、材料は予め電解脱脂と１０％硫酸溶液で約１分間の洗浄を行って十分に乾燥させた。その後、この材料を２５ｍｍ×２５ｍｍに切断し、専用の治具を用いて供試材となる銅合金材料の片面表面にφ６ｍｍの上記のはんだを盛ってφ１ｍｍのＥＦ線（鋼線の周りに純銅を被覆した線：銅被覆鋼線)を固定した。この状態を図１に示す。図１において、１はＥＦ線、２ははんだ、３は供試材である。
次に、そのＥＦ線を掴んで、引張試験を行いはんだが材料から剥離する強度を測定した。その時の引張試験の速度は、１０ｍｍ／分でサンプル数ｎ＝５の試験を行って平均値を求めた。
一方、経時変化は、加速試験の意味で１５０℃の大気高温槽中に上記のＥＦ線を固定した材料を５００時間放置し、その後、室温まで自然冷却して上記と同様に引張試験を５回行って、その平均値を求めた。その時、剥離強度の経時変化を、以下の式（１）で求めた。
式（１）
経時変化率＝（５００時間後の剥離強度／初期の剥離強度）×１００（％）
上記の式（１）で、経時変化率≧５０％を「優（◎）」、≧３０％を「良（○）」、≧１０％を「可（△）」、＜１０％を「不良（×）」とし、評価した。【００６９】
【表３】
2010013790.tif 000004
【００７０】
【表４】
2010013790.tif 000005
【００７１】
表３、表４に例をそれぞれ示す。表３において、斜体文字は本発明の第２の実施態様で規定する範囲外の数値等を示す。表１に記載の例は、強度、導電性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性のすべてをバランス良く満足し、特に高導電性および高強度が要求される電気電子部品用の銅合金材料として好適であることがわかる。これに対し、表２に記載の例では、強度、導電性、はんだ濡れ性、はんだ密着強度、曲げ加工性のうち少なくとも１項目が電気電子部品用の銅合金材料として適さない特性を有することがわかる。【００７２】
（実施例３）
表５に示した成分を含有し、残部がＣｕと不可避不純物から成る合金を高周波溶解炉により溶解し、これを１０〜３０Ｋ／秒の冷却速度で鋳造して幅１６０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの鋳塊を得た。なお、冷却温度は鋳塊に割れなどが発生しない条件下で行った。
得られた鋳塊を温度１０００℃で３０分間保持し、熱間圧延を行い板厚ｔ＝１２ｍｍの熱延板を作製し、その両面を各１ｍｍ面削して板厚ｔ＝１０ｍｍとし、次いで冷間圧延により板厚ｔ＝０．３ｍｍに仕上げ、その後８００〜１０２５℃の範囲の温度で再結晶熱処理を行った。再結晶熱処理の温度はＣｏの添加量などに応じて、表５〜表６に記載のとおり変化させた。そして、再結晶熱処理後の材料に対して次の２工程を施し、最終製品に相当する供試材を作成した。
工程Ａ：再結晶熱処理−時効熱処理（温度５２５℃で２時間）−冷間加工（０〜２０％）
※この後、必要に応じて、温度３００〜４００℃の範囲で１〜２時間の歪取り焼鈍を実施した。
工程Ｂ：再結晶熱処理−冷間圧延（０〜２０％）−時効熱処理（温度５２５℃で２時間）【００７３】
この供試材について下記の特性調査を行った。銅合金材料の合金としての特性評価結果を表５に、銅合金材料の強度および曲げ特性の評価結果を表６に示す。なお、表６には、表５の例の一部について、合金組成（Ｎｏ．１０１、１０２）及び／又は製造方法（Ｎｏ．２０３〜２０８）が本発明の第３の実施態様で規定する範囲外のものであった場合の評価結果を、表５に示した例の一部の曲げ加工性を含めた評価と併せて示した。
ａ．引張強度、ｂ．導電率測定、ｃ．曲げ加工性は、実施例１と同様に測定した。
ｄ３．結晶粒径（算術平均）：
試験片の圧延方向に垂直な断面を湿式研磨、バフ研磨により鏡面に仕上げた後、クロム酸：水＝１：１の液で数秒研磨面を腐食した後、光学顕微鏡で２００〜４００倍の倍率か、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の二次電子像を用いて５００〜２０００倍の倍率で写真をとり、断面粒径をＪＩＳ  Ｈ０５０１の切断法に準じて結晶粒径を測定した。そして、その測定母数を２００として算術平均を求め、この値を結晶粒径の算術平均の値とした。なお、表中では「平均結晶粒径」と表記している。
ｅ３．結晶粒径の偏差：
上記結晶粒径測定と同様の手法で粒径を１個ずつ測定し、その測定母数を２００として結晶粒径の標準偏差を求めた。【００７４】
【表５】
2010013790.tif 000006
【００７５】
【表６】
2010013790.tif 000007
【００７６】
表５、表６に記載のとおり、本発明の第３の実施態様に従った例では、強度、導電性、曲げ加工性のすべてをバランス良く満足している。具体的には、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上であって、かつ引張強度が５７０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下でＲ／ｔの値が０．５以下、引張強度が６５０ＭＰａを超えて７００ＭＰａ以下でＲ／ｔの値が１．０以下、引張強度が７００ＭＰａを超える場合でＲ／ｔの値が１．５以下となった。これに対し、本発明の第３の実施態様に従わなかった例では上記の値を満足しない結果となった。【００７７】
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。【００７８】
本願は、2008年7月31日に日本国で特許出願された特願2008-197672、2008年7月31日に日本国で特許出願された特願2008-197677、及び2008年8月5日に日本国で特許出願された特願2008-202468に基づく優先権を主張するものであり、これらはいずれもここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
【図１】
2010013790.tif 000008
【国際調査報告】
2010013790.tif 000009
2010013790.tif 000010
2010013790.tif 000011
2010013790.tif 000012