(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０．０１〜０．２質量％、Ｐ：０．０２〜０．１５質量％、Ｍｇ：０．０５〜０．２質量％、Ｓｎ：０．００１〜０．２質量％、及びＺｎ：０．０５〜１．０質量％を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、Ｓ：０．００５質量％以下であり、Ｆｅ，Ｍｇ及びＰ含有量が下記式（１）、（２）を満たし、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも耐力が４００Ｎ／ｍｍ２以上、ビッカース硬さが１３０Ｈｖ以上、圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも１８０℃×２４時間加熱後の応力緩和率が３０％以下であり、曲げ軸が圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれもＲ／ｔ＝０．５（Ｒ：曲げ半径、ｔ：板厚）のＷ曲げ試験で割れ無しの曲げ加工性を有することを特徴とする電気・電子部品用銅合金。
２．５≦（［Ｆｅ］＋［Ｍｇ］）／［Ｐ］≦８．０・・・・（１）
［Ｍｇ］／［Ｆｅ］≧１．０５・・・・（２）
ここで［Ｆｅ］、［Ｍｇ］、［Ｐ］は、それぞれＦｅ，Ｍｇ，Ｐ含有量を表す。
【請求項２】
さらに、Ａｌ：０．００１〜０．０３０質量％、Ｓｉ：０．００１〜０．０３０質量％の１種又は２種を合計で０．００１〜０．０５０質量％含むことを特徴とする請求項１に記載された電気・電子部品用銅合金。
【請求項３】
Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ及びＣｒのうち１種又は２種以上の合計で０．０００５〜０．０５質量％含むことを特徴とする請求項１又は２に記載された電気・電子部品用銅合金。
【請求項４】
導電率６０％ＩＡＣＳ以上、１８０℃で２４時間加熱後の応力緩和率が３０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された電気・電子部品用銅合金。
【請求項５】
導電率６５％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された電気・電子部品用銅合金。
【請求項６】
導電率７０％ＩＡＣＳ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された電気・電子部品用銅合金。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された電気・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１．０μｍ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０．３〜１．０μｍのＳｎ又はＳｎ合金層からなることを特徴とするＳｎめっき付き銅合金材。
【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銅合金、及び前記銅合金を母材とするＳｎめっき付き銅合金材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
銅合金は、強度、導電性及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。
これらの各種用途に用いられる銅合金には、強度、導電性及び熱伝導性以外に、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、薄板に比べて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。
【０００３】
また、近年の車載電装用部品における低コスト化、小型化及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。
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。
【０００４】
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％、Ｍｇ：０．０１〜０．５％、必要に応じてＳｎ：０．５％以下を含み、Ｆｅ／Ｐ比、Ｍｇ／Ｐ比及びＦｅ＋Ｍｇ含有量を所定範囲に規制した銅合金が開示されている。特許文献２には、バスバー、端子、その他の電気・電子部品に用いる銅合金として、Ｆｅ：０．０１〜３．０％、Ｐ：０．０１〜０．４％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、必要に応じてＺｎ０．００５〜３．０％、Ｓｎ：０．０１〜５．０％を含む銅合金が開示されている。特許文献３には、同じく、Ｆｅ：０．０２〜０．５％、Ｐ：０．０１〜０．１％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｓｎ：０．１〜１．０％、Ｚｎ：０．３〜２．０％を含む銅合金が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９１５１８号公報（請求項１，３）
【特許文献２】特開２００７−１７７２７４号公報（請求項１，４，５）
【特許文献３】特開平０３−９７８１６号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、導電性、強度、曲げ加工性及びプレス打ち抜き性を高いレベルでバランスよく兼ね備えた銅合金が得られたとされているが、応力緩和特性や高温長時間加熱後のめっき耐熱剥離性についての検討がなされていない。特許文献２では、高強度，高導電率及び優れた曲げ加工性が得られたとされているが、応力緩和特性や高温長時間加熱後のめっき耐熱剥離性についての検討がなされていない。特許文献３では、強度、応力緩和特性及び導電性に優れた銅合金が得られたとされているが、実施例をみると応力緩和特性については試験温度が低く現在の要求水準に達しているかどうか疑問がある。また、曲げ加工性についての検討がなされていない。
【０００７】
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みてなされたもので、高い導電率及び強度を有し、かつ応力緩和特性及び曲げ加工性に優れ、さらにＳｎめっきした場合に高温長時間加熱後の耐熱剥離性にも優れた電気・電子部品用銅合金を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｐ（−Ｓｎ−Ｚｎ）系銅合金について、強度や導電率の向上に有効なＦｅ−Ｐ析出物及びＭｇ−Ｐ析出物を形成するために必要なＦｅ，Ｍｇ及びＰの含有量について鋭意検討した。その結果、合金成分であるＦｅ，Ｍｇ，Ｐ，Ｓｎ，Ｚｎの含有量が特定の範囲内にあり、不可避的不純物であるＳの含有量が抑えられ、さらにＦｅ，Ｍｇ，Ｐの含有量が特定の関係式を満たすとき、前記銅合金が高い強度及び導電率を有し、同時に応力緩和特性、曲げ加工性、及び高温長時間加熱後のＳｎめっき耐熱剥離性にも優れることを知見した。
【０００９】
すなわち、本発明（請求項１）に係る電気・電子部品用銅合金は、Ｆｅ：０．０１〜０．２質量％、Ｐ：０．０２〜０．１５質量％、Ｍｇ：０．０５〜０．２質量％、Ｓｎ：０．００１〜０．２質量％、及びＺｎ：０．０５〜１．０質量％を含み、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、Ｓ：０．００５質量％以下であり、Ｆｅ，Ｍｇ及びＰ含有量が下記式（１）、（２）を満たすことを特徴とする。
２．５≦（［Ｆｅ］＋［Ｍｇ］）／［Ｐ］≦８．０・・・・（１）
［Ｍｇ］／［Ｆｅ］≧０．８５・・・・（２）
ここで［Ｆｅ］、［Ｍｇ］、［Ｐ］は、それぞれＦｅ，Ｍｇ，Ｐの含有量を表す。
【００１０】
上記電気・電子部品用銅合金は、必要に応じて、Ａｌ：０．００１〜０．０３０質量％とＳｉ：０．００１〜０．０３０質量％のいずれか１種又は２種を合計で０．００１〜０．０５０質量％含み、又は／及び、（２）Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒの１種以上を総量で０．０００５〜０．０５質量％含む。
【００１１】
本発明に係るＳｎめっき付き銅合金材（請求項７）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１．０μｍ以下のＣｕ−Ｓｎ合金層と、さらに前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層の表面に形成された厚さ０．３〜１．０μｍのＳｎ又はＳｎ合金層からなることを特徴とする。
前記Ｃｕ−Ｓｎ合金層及びＳｎ又はＳｎ合金層は、前記母材表面に形成したＳｎ又はＳｎ合金めっき層をリフロー処理することにより形成したものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電気・電子部品用銅合金は、高い導電率及び強度を有するとともに、応力緩和特性、曲げ加工性に優れ、さらにこの銅合金にＳｎ又はＳｎ合金めっきを行ったＳｎめっき付き銅合金材は、高温長時間加熱後のＳｎ又はＳｎ合金層の耐熱剥離性に優れている。具体的には、本発明に係る銅合金は、導電率が６０％ＩＡＣＳ以上、圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも耐力が４００Ｎ／ｍｍ２以上、ビッカース硬さが１３０Ｈｖ以上、圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも１８０℃×２４時間加熱後の応力緩和率が３０％以下、曲げ軸が圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれもＲ／ｔ＝０．５（Ｒ：曲げ半径、ｔ：板厚）のＷ曲げ試験で割れ無しの曲げ加工性、１５０℃×１０００時間加熱後の１８０°曲げ−曲げ戻しでＳｎ層の剥離なし、という特性を達成できる。
【００１３】
また、Ｓｎめっき付き銅合金材の場合、表面にＳｎ又はＳｎ合金層が存在するため、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。さらに、リフロー処理したものについては、Ｓｎ又はＳｎ合金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。
本発明の銅合金及びＳｎめっき付き銅合金材は、家電、産業用機器、及び自動車用等の電気・電子部品用材料として、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、バスバーの小型化及び軽量化を図ることができる。また、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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】バスバーの構造例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る電気・電子部品用銅合金（以下、「本発明の銅合金」という），及び本発明の銅合金を用いてなるＳｎめっき付き銅合金材について詳細に説明する。
本発明の銅合金は、Ｆｅ，Ｐ，Ｍｇ，Ｓｎ及びＺｎを特定の量含有し、残部がＣｕ及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及びＰの含有量が特定の関係を有する。また、必要に応じて、Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒの１種又は２種以上を特定の量含有する。
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、及びその数値範囲の限定理由、さらにＦｅ，Ｍｇ及びＰの含有量の関係式について説明する。
【００１６】
（Ｆｅの含有量：０．０１〜０．２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、Ｐと析出することによりＦｅ及びＰ固溶量を減少させ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０．０１質量％未満では、十分な析出による強度の向上効果を得ることができず、導電率も向上しない。また、０．２質量％を超えると、導電率の低下を招くとともに、析出物粗大化の原因となり応力緩和特性及び曲げ加工性の低下を引き起こす。従って、Ｆｅの含有量は０．０１〜０．２質量％の範囲とする。Ｆｅの含有量は、０．０２〜０．１７質量％が好ましく、さらに好ましくは０．０５〜０．１６質量％である。
【００１７】
（Ｐの含有量：０．０２〜０．１５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、Ｐ，Ｆｅ，Ｍｇ固溶量を減少させ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０．０２質量％未満では、ＦｅやＭｇとの析出物が十分に形成されないため強度の向上効果を得ることができず、またＦｅやＭｇの固溶量が増加して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、Ｍｇ固溶量が減少して応力緩和特性が低下し、またＰの固溶量が増加して導電率の低下を招く。従って、Ｐの含有量は０．０２〜０．１５質量％の範囲とする。Ｐの含有量は、０．０３〜０．１５質量％が好ましく、さらに好ましくは、０．０５〜０．１２質量％である。
【００１８】
（Ｍｇの含有量：０．０５〜０．２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、Ｐと析出することによりＭｇ及びＰ固溶量を減少させ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０．０５質量％未満では、Ｍｇ−Ｐ析出物の析出による強度の向上と、固溶Ｍｇによる固溶強化及び耐応力緩和特性の向上を十分に得ることができない。一方、０．２質量％を超えると、析出物粗大化の原因となり曲げ加工性の低下を引き起こし、また固溶Ｍｇが増加し導電率の低下を招く。従って、Ｍｇの含有量は０．０５〜０．２質量％の範囲とする。Ｍｇの含有量は、０．０８〜０．１９質量％が好ましく、さらに好ましくは０．１０〜０．１８質量％である。
なお、Ｍｇ含有量が多い場合、溶解炉の炉壁にＭｇ酸化物であるノロが多く付着し、次の鋳造品質の低下を招く恐れがあり、炉洗い増加などによる生産効率低下という問題も生じる。              
【００１９】
（Ｆｅ、Ｍｇ及びＰの含有量の関係）
本発明の銅合金において、Ｆｅ，Ｍｇ及びＰの含有量は、前記関係式（１）のとおり、２．５≦（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐ≦８．０の関係にあることが必須である。（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐが２．５未満では、Ｆｅ，Ｍｇ固溶量が減少し応力緩和特性が低下する．一方，８．０を超えるとＭｇ−Ｐ析出物及びＦｅ−Ｐ析出物が粗大化して曲げ加工性が低下し、また、Ｆｅ，Ｍｇ固溶量が増え、導電率の低下を招く。応力緩和特性向上のため、３．０≦（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐ≦５．０の範囲が望ましい。また、応力緩和特性を向上させるには、Ｆｅ及びＭｇ量の含有量は，前記関係式（２）のとおり、Ｍｇ／Ｆｅ≧０．８５の関係になくてはならない。
【００２０】
（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０．００１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、導電率が低下する。従って、Ｓｎの含有量は０．００１〜０．２質量％の範囲とする。Ｓｎの含有量は、０．００５〜０．１５質量％が好ましい。
【００２１】
（Ｚｎの含有量：０．０５〜１．０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ない。また、１．０質量％を超えると、導電率が低下する。従って、Ｚｎの含有量は、０．０５〜１．０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。
【００２２】
（Ｓの含有量：０．００５質量％以下）
原料に工場内の銅屑やスタンピング後の回収スクラップ屑を使用する場合、Ｓは不可避的不純物として銅合金中に含まれ、添加したＭｇなどの元素と結合し、固溶Ｍｇ量を低下させ耐応力緩和特性を劣化させる。また、その化合物は割れの起点となり曲げ加工性が低下する。Ｓを０．００５質量%以下に制御することによって耐応力緩和特性と曲げ加工性が保持される。なお、Ｓを０．００５％以下に低減するには、Ｍｇを添加した後発生するノロ引きを行い、その後炉中Ｍｇ濃度が規定範囲になっていることを確認して鋳造すればよい。
【００２３】
（Ａｌの含有量：０．００１〜０．０３０質量％）
（Ｓｉの含有量：０．００１〜０．０３０質量％）
Ａｌ，Ｓｉは、炉中の脱硫に効果的であり、さらに銅中に固溶し、強度及び応力緩和特性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて１種又は２種が添加される。
Ａｌを単独で添加する場合、Ａｌの含有量が０．００１質量％未満では、所望の効果が得られず、０．０３０質量％を超えると導電率の低下を引き起こす。このＡｌの含有量は、０．００１〜０．０２０質量％が好ましく、さらに好ましくは０．００５〜０．０１５質量％である。また、Ｓｉを単独で添加する場合、Ｓｉの含有量が０．００１質量％未満では所望の効果が得られず、０．０３０質量％を超えると導電率の低下を招く恐れがあり、さらに晶出物を形成し、曲げ性低下を引き起こす可能性がある。このＳｉの含有量は、０．００１〜０．０１５質量％が好ましく、さらに好ましくは０．００５〜０．０１０質量％である。
ＡｌとＳｉを同時に添加する場合、Ａｌ：０．００１〜０．０３０質量％、Ｓｉ：０．００１〜０．０３０質量％の範囲内で、合計の含有量は０．００１〜０．０５０質量％とする。この場合のＡｌ、Ｓｉの好ましい含有量は上記範囲と同じである。
【００２４】
（Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ）
Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒは、Ｍｇと同様に銅合金中にＰと微細な化合物を形成し、強度や導電率を増加させるため、必要に応じて１種又は２種以上が添加される。これらの効果を有効に発揮させるには、１種又は２種以上の合計の含有量で０．０００５質量％以上必要である。しかし、１種又は２種以上の合計の含有量が０．０５質量％を超えると、Ｍｇ，Ｆｅ固溶量が増加し導電率を低下させる恐れがある。また、析出粒子の粗大化を招き，曲げ加工性の低下の原因となる。このため、これらの元素の含有量は１種又は２種以上の合計で０．０００５〜０．０５質量％とする。
【００２５】
（その他の不可避的不純物）
前記Ｓ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒのほか、本発明の銅合金には不可避不純物としてＡｓ，Ｓｂ，Ｂ，Ｐｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃ，Ａｇ，Ｉｎ等が含まれる。これらの不可避不純物元素は導電率６０％ＩＡＣＳ以上が得られる範囲で含有されるのであれば、本発明の銅合金の他の特性が大きく阻害されることはない。また、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｍｇ−Ｐ系銅合金において、これらの成分は特に添加しない限り通常下記許容量の範囲内にある。
【００２６】
Ａｓ，Ｓｂ，Ｂ，Ｐｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃは、銅に対して著しく固容量が少ないので、総量０．１質量％を超えて含有すると、粒界偏析又は晶出物を形成し強度特性や曲げ加工性を劣化させる。従って、許容量は総量で０．１質量％である。
Ａｇ，Ｉｎは、銅に対して固溶することがよく知られており、導電率低下の要因となる。このため、許容量は総量で０．１質量％以下である。
【００２７】
（Ｓｎめっき付き銅合金材）
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又はＳｎ合金層とが形成されたＳｎめっき付き銅合金材とすることが好ましい。
【００２８】
Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、銅合金母材の表面にＳｎ又はＳｎ合金めっき層を形成することによって、銅合金母材とＳｎ又はＳｎ合金めっき層の界面に、ＣｕとＳｎの合金化によって形成される層である。Ｃｕ−Ｓｎ合金層は、銅合金母材のＣｕがＳｎ又はＳｎ合金層表面に拡散、酸化するのを防止し（バリアー効果）、これによりめっき付き銅合金材の接触信頼性が低下するのを防止する。この作用のためには、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは０．１μｍ以上であることが望ましい。一方、Ｃｕ−Ｓｎ合金層は脆く、Ｓｎめっき付き銅合金材の曲げ加工性を低下させるため、厚さは１．０μｍ以下とする必要がある。従って、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは１．０μｍ以下とし、望ましくは０．１〜１．０μｍとする。より望ましくは、接触信頼性確保のために０．２μｍ以上、曲げ加工性のために０．８μｍ以下、さらに０．５μｍ以下が望ましい。
【００２９】
Ｓｎ又はＳｎ合金層は、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、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の形成に消費されなかったＳｎ又はＳｎ合金めっき層であり、結果的に、銅合金母材の表面に形成されるＣｕ−Ｓｎ合金層上に形成されることとなる。Ｓｎ又はＳｎ合金層の厚さは、０．３〜１．０μｍであることが好ましい。Ｓｎ又はＳｎ合金層の厚さが０．３μｍ未満であると、はんだ付け時のはんだ濡れ性が低下し、はんだ接合強度が低下する。また、１．０μｍより厚いと、端子挿入時に、表面に堆積するＳｎ又はＳｎ合金の削れカスが酸化し、めっき最表面の応力分布が不均一となりウィスカーの発生を促進する。さらに、堆積する削れカスが多いと、振動などを生じた場合、回路中に落下し通電不良を引き起こす可能性がある。望ましくは０．８μｍ以下、より望ましくは０．７μｍ以下である。
Ｓｎ合金層の場合、Ｓｎ以外の構成成分としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ｂｉなどが挙げられる。これらはいずれも１０質量％未満が望ましい。
【００３０】
銅合金母材の表面にＳｎ又はＳｎ合金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又はＳｎ合金めっき層が溶融したＳｎ又はＳｎ合金層とが形成されたＳｎめっき銅合金材が得られる。
リフロー処理後のＳｎめっき銅合金材においても、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは、同じく１．０μｍ以下であることが好ましい。一方、バリアー効果（銅合金素材からＳｎ又はＳｎ合金層へのＣｕの拡散あるいはその逆）を出すには、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは０．１μｍ以上であることが望ましい。Ｃｕ−Ｓｎ合金層の厚さは、リフロー処理で０．１〜１．０μｍに調整するのが望ましい。また、Ｓｎ層についても、はんだ付け性を確保するため、厚さが０．３〜１．０μｍであることが好ましい。
【００３１】
（銅合金の製造方法）
本発明の銅合金の製造方法は、特に制限されるものではないが、鋳造、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、仕上げ圧延及び低温焼鈍の各工程を順に行う通常の方法で製造することができる。
鋳造は、Ｃｕと、Ｆｅ，Ｐ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｚｎ及びＳ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。溶湯の成分組成分析にてＳが多い場合は、Ｍｇで脱硫し、その後再度Ｆｅ，Ｐ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｚｎ及びＳが規定範囲になっているか確認し、規定内であれば鋳造するという手順をとることができる。
【００３２】
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、引き続き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、表面酸化が激しく起こり、面削量の増加を引き起こし歩留まりが低下する。そして、熱間圧延後は水冷する。
【００３３】
次に、冷間圧延は、次工程の焼鈍及び仕上げ圧延前に、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、続く焼鈍後の結晶粒径及びそのばらつきを調整することができる。
焼鈍は、再結晶及び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。
【００３４】
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、本発明の銅合金又はＳｎめっき付き銅合金材が、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、応力緩和特性及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、２５０〜５００℃で５秒〜１０時間加熱処理することによって行うことができる。
なお、最終的な平均結晶粒サイズは、ＪＩＳＨ０５０１に記載されている切断法により測定した場合、２〜１０μｍ程度となるように調整することが望ましい。
【００３５】
本発明の銅合金を母材（銅合金母材）とするＳｎめっき付き銅合金材は、前記の低温焼鈍に続いて、Ｓｎ又はＳｎ合金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又はＳｎ合金めっきとの合金からなるＣｕ−Ｓｎ合金層と、Ｓｎ又はＳｎ合金層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層上に残存するＳｎ又はＳｎ合金めっき層）とを有するＳｎめっき銅合金材を得ることができる。
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。Ｓｎ合金めっきとしては、Ｓｎ−Ｃｕめっき、Ｓｎ−Ａｇめっき、Ｓｎ−Ｂｉめっきなどが挙げられる。Ｃｕ，Ａｇ，Ｂｉの含有量は１０質量％以下程度が望ましい。
【００３６】
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。続いて、Ｓｎめっきした銅合金材をリフロー処理する。このリフロー処理により、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できる。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。Ｓｎ合金めっきとしては、光沢Ｓｎめっき等同様、Ｓｎ−Ｃｕめっき、Ｓｎ−Ａｇめっき、Ｓｎ−Ｂｉめっきなどが挙げられる。Ｃｕ，Ａｇ，Ｂｉの含有量は同じく１０質量％以下程度が望ましい。
【００３７】
このようにして製造された銅合金は、６０％ＩＡＣＳ以上の高い導電率と、圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも耐力が４００Ｎ／ｍｍ２以上、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（圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれも１８０℃×２４時間加熱後の応力緩和率が３０％以下）、曲げ加工性（曲げ軸が圧延方向に対し平行方向及び直角方向のいずれもＲ／ｔ＝０．５のＷ曲げ試験で割れ無し）、及びＳｎめっき耐熱剥離特性（１５０℃で１０００時間加熱後、１８０°曲げ−曲げ戻しによりＳｎめっきが剥離しない）に優れたものとなる。
本発明において導電率は６５％ＩＡＣＳ以上、さらに７０％ＩＡＣＳ以上が望ましい。このような高い導電率を得るには、析出に関係するＦｅ、Ｍｇ、Ｐの含有量を（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐ：２．５〜３．５、Ｍｇ／Ｆｅ：１．０〜１．５とし、その組成に対し、冷間圧延の加工率、その後の焼鈍条件（温度と時間）、低温焼鈍条件を前述の製造条件の範囲で試作し、その中から適正化可能熱処理条件を決めてやればよい。
【実施例】
【００３８】
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。
表１，２のＮｏ．１〜４２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及び傷を除去した。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時間再結晶及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、銅合金板の試料を得た。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
【表２】
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【００４１】
なお、表１のＮｏ．１〜４２のすべてにおいて残部組成はＣｕであり、表１に含有量が記載されていない元素は検出限界以下であり、Ａｓ，Ｓｂ，Ｂ，Ｐｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｂ，Ｂｉ，Ｃの総量、及びＡｇ，Ｉｎ，Ａｌの総量もそれぞれ０．０１質量％以下であった。
【００４２】
Ｎｏ．１〜４２の各試料について、下記の試験方法に従って、結晶粒径、導電率、ビッカース硬度、機械的特性（０．２％耐力）、及び応力緩和率測定、並びに曲げ加工性の評価を行った。その結果を表３，４に示す。
（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により、線分の向きを板幅方向、板幅方向に直角方向、及び板幅方向に４５°傾斜した方向の３方向として測定し、それぞれ３箇所の平均値を結晶粒径とした。Ｎｏ．１〜４２はいずれも平均結晶粒径が２〜１０μｍの範囲内であった。
【００４３】
（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。
（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４．９０Ｎ（＝０．５ｋｇｆ）でビッカース硬さを測定した。
【００４４】
（機械的特性の測定）
長手方向が圧延方向（Ｌ．Ｄ．：Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  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。
【００４５】
（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、長さ方向が板材の圧延方向に対して平行方向（Ｌ．Ｄ．）及び直角方向（Ｔ．Ｄ．）になる幅１０ｍｍの短冊状試験片を切り出し、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、それぞれの方向における材料の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、日本伸銅協会技術標準（ＪＣＢＡ−Ｔ３０９：２００４）の「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一定温度に加熱したオーブン中に保持した後に取り出し、たわみ量ｄ（１０ｍｍ）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。加熱条件は、（社）自動車技術会のＪＡＳＯで１５０℃で１０００時間の加熱が規格されているが、本試験では加速試験を行うため温度と時間により換算可能なラーソンミラー換算法（Ｌ．Ｍ．Ｐ．＝Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ））を使い、１５０℃で１０００時間に相当する１８０℃で２４時間の加熱条件にて加速試験を実施した。なお、表１のＮｏ．１及びＮｏ．５を使用し、１５０℃で１０００時間加熱した場合と１８０℃で２４時間加熱した場合の値が同等になるのは確認済みである。
【００４６】
（曲げ加工性の評価）
曲げ加工性は、日本伸銅協会標準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）及び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、Ｒ／ｔ＝０．５（Ｒ：曲げ半径、ｔ：板厚）で行った。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。本技術分野では、下記評価にて割れがないＡ〜Ｃ評価であればよい。
Ａ：しわ無し、Ｂ：しわ小、Ｃ：しわ中〜大、Ｄ：割れ小、Ｅ：割れ大。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
【表４】
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【００４９】
次に、Ｎｏ．１，１０，３４，３５の銅合金を母材とし、母材表面に下記条件で光沢Ｓｎめっき及びリフローＳｎめっきを行って、Ｓｎめっき付き銅合金材の試料を得た。
（光沢Ｓｎめっき条件）
先に示した条件で、母材表面に光沢Ｓｎめっきを行った。
（リフローＳｎめっき条件）
先に示した条件で、母材表面にＳｎめっきを行った後、３８０℃で１３秒間加熱するリフロー処理を行った。
【００５０】
得られたＳｎめっき付き銅合金材の各試料について、下記方法に従ってＳｎ層の厚さとＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さを測定し、下記試験方法に従ってＳｎめっきの耐熱剥離性試験、はんだ濡れ性試験を行った。その結果を表５に示す。
（Ｓｎ層の厚さ及び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Ｓｎ層の厚さを測定した。その後Ｓｎ層のみを剥離しＣｕ−Ｓｎ合金層の厚さを測定した。
（Ｓｎめっきの耐熱剥離性試験）
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、曲げ部内側にてテープの貼り付け・除去を行うことによりＳｎ層の外観を観察して剥離の有無を調べた。
【００５１】
（はんだ濡れ性性試験）
市販のＳｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕはんだを２６０±５℃に保持し溶融させ、各試験片を浸漬速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ１２ｍｍ、浸漬時間５ｓｅｃにて溶融はんだ中に浸漬させた。はんだ付け装置として、ソルダーチェッカー（（株）レスカ製；ＳＡＴ５１００型）を用い、フラックスには非活性フラックス（（株）日本アルファメタルズ；α１００）を使用した。はんだ濡れ性は、濡れ時間２ｓｅｃ未満を○（良）、２ｓｅｃ以上を×（不良）を評価した。
【００５２】
【表５】
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【００５３】
表３に示すように、Ｍｇ，Ｆｅ，Ｐ，Ｓｎ，Ｚｎ及びＳの含有量が本発明の範囲にあり、Ｆｅ，Ｍｇ，Ｐの含有量が前記関係式(１)、(２)を満たすＮｏ．１〜２５の銅合金は、導電率、硬度、耐力（Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．）、応力緩和特性（Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．）、及び曲げ加工性（Ｇ．Ｗ．／Ｂ．Ｗ．）がいずれも優れている。
また、表５に示すように、Ｎｏ．１，１０の銅合金を母材とし、Ｓｎ層厚さ及びＣｕ−Ｓｎ合金相厚さが本発明の範囲内にあるＮｏ．４３〜４８は、光沢Ｓｎめっき材及びリフローＳｎめっき材とも、耐加熱後剥離性、はんだ濡れ性がいずれも優れている。
【００５４】
これに対し、表４に示すように、Ｎｏ．２６〜４２の銅合金は、下記に述べるように、上記の特性のいずれかが劣っている。
Ｎｏ．２６は、Ｆｅの含有量が過剰なため、Ｆｅ−Ｐ化合物の形成によりＰが減少するが析出しないＦｅ及びＭｇの固容量が多く、応力緩和特性が劣る。
Ｎｏ．２７は、Ｆｅの含有量が不足するため、Ｆｅ−Ｐ化合物の形成が不足し強度が低い。
Ｎｏ．２８は、Ｐの含有量が過剰なため、Ｍｇ固溶量が減少し、Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．ともに応力緩和率が大きい。
Ｎｏ．２９は、Ｐの含有量が不足するため、Ｐ化物の形成が不十分で強度が低く、Ｍｇ含有量が不足するため、応力緩和率が大きい。
【００５５】
Ｎｏ．３０は、Ｍｇの含有量が過剰で、析出物が粗大化したため曲げ加工性が低下している。
Ｎｏ．３１は、Ｍｇの含有量が不足するためＭｇ−Ｐ析出物及びＭｇ固容量が少なく、強度が低く、Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．ともに応力緩和率が大きい。
Ｎｏ．３２は、Ｓｎの含有量が過剰なため、Ｓｎ固容量が多くなり、導電率が低い。
Ｎｏ．３３は、Ｓｎの含有量が不足するため、応力緩和率が大きい。
Ｎｏ．３４は、Ｚｎの含有量が過剰なため、Ｚｎ固溶量が多くなり、導電率が低い。
Ｎｏ．３５は、導電率、強度、応力緩和特性及び曲げ加工性は優れるが、Ｚｎの含有量が不足し、後述するように、光沢Ｓｎめっき材及びリフローＳｎめっき材の両方でＳｎめっきの剥離が生じた。
【００５６】
Ｎｏ．３６は、Ｓの含有量が許容値を越え、親和力の強いＭｇと結合し、Ｍｇ固容量が減少して、Ｔ．Ｄ．の応力緩和率が大きい。曲げ加工性も低下している。
Ｎｏ．３７は、ＡｌとＳｉの合計含有量が過剰で、Ａｌ、Ｓｉの固溶量が増加し、導電率が低い。
Ｎｏ．３８は、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐの値が過大なため、化合物が粗大化し曲げ加工性が低下している。
Ｎｏ．３９は、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐの値が過少のため、Ｆｅ及びＭｇ固容量が減少し、Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．ともに応力緩和率が大きい。
Ｎｏ．４０は、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐの値が過大でかつＳｎとＺｎの含有量が過剰であり、曲げ加工性が低下し、ＳｎとＺｎの固溶量が増加して導電率も低い。
Ｎｏ．４１は、（Ｆｅ＋Ｍｇ）／Ｐの値が過大でかつＡｌとＳｉの合計含有量が過剰であり、曲げ加工性が低下し、ＡｌとＳｉの固溶量が増加して導電率もかなり低い。
Ｎｏ．４２は、Ｍｇ／Ｆｅの値が過少のため、Ｍｇ固容量が減少し、Ｌ．Ｄ．／Ｔ．Ｄ．ともに応力緩和率が大きい。
【００５７】
また、表５に示すように、Ｓｎ層厚さ及びＣｕ−Ｓｎ合金層厚さが本発明の範囲内にあるＮｏ．４３〜５２は、光沢Ｓｎめっき材及びリフローＳｎめっき材とも、はんだ濡れ性が優れている。しかし、Ｚｎ含有量が不足する銅合金（合金Ｎｏ．３５）を母材とするＮｏ．５０，５２はＳｎめっきの剥離が生じた。
Ｓｎ層厚さ及びＣｕ−Ｓｎ合金相厚さが本発明の範囲外のＮｏ．５３〜５８は、合金組成が本発明の規定を満たすか否かに関わらず、はんだ濡れ性が劣る。さらに、Ｚｎ含有量が不足する銅合金（合金Ｎｏ．３５）を母材とするＮｏ．５７，５８はＳｎめっきの剥離も生じた。
【符号の説明】
【００５８】
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】
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