(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である
銅合金材。
【請求項２】
前記ニッケルの質量に対する前記鉄の質量の比が５以上１０以下である
請求項１に記載の銅合金材。
【請求項３】
０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛をさらに含有する
請求項１または２に記載の銅合金材。
【請求項４】
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第１の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第１の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を４５０℃以上５５０℃以下の温度下で３時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材を形成する
銅合金材の製造方法。
【請求項５】
前記冷間圧延工程では、最後の焼鈍後に、最後の冷間圧延を６０％以上８０％以下の加工度で行う
請求項４に記載の銅合金材の製造方法。
【請求項６】
前記冷間圧延工程が終了した後、前記冷間圧延材を３５０℃以上４５０℃以下の温度下で１０秒以上５分以下保持する熱処理を行う第２の熱処理工程をさらに有する
請求項４または５に記載の銅合金材の製造方法。
【請求項７】
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である基材を有する
リードフレーム。
【請求項８】
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である導体部を有する
コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金材、銅合金材の製造方法、リードフレームおよびコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
リードフレームの基材やコネクタの導体部等には銅合金材が用いられている。このような銅合金材には、高導電性、高強度、高い耐応力緩和性を有することが求められている。このような銅合金材としてＣｕ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐ系合金で形成した銅合金材や、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐ系合金にＭｇ等を添加して形成した銅合金材が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。後者の銅合金材は、例えば導電率が７０％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５００ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が３０％以下であり、高導電性、高強度および高い耐応力緩和性を有する銅合金材といえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１７３５５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７８１号公報
【特許文献３】特開２０１６−０１１４３７号公報
【特許文献４】特開２０１６−１４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の銅合金材であっても、銅合金材の用途によっては、導電性、強度、耐応力緩和性の特性が不充分であることがあり、これらの特性のさらなる向上が望まれている。
【０００５】
本発明は、銅合金材において、導電性、強度、耐応力緩和性をさらに高める技術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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第１の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第１の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を４５０℃以上５５０℃以下の温度下で３時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材を形成する銅合金材の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明のさらに他の態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である基材を有するリードフレームが提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である導体部を有するコネクタが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、銅合金材において、導電性、強度、耐応力緩和性をさらに高める技術を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の一実施形態＞
（１）銅合金材の構成
本発明の一実施形態にかかる銅合金材の構成について説明する。
【００１２】
本実施形態にかかる銅合金材は、所定量の鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、リン（Ｐ）、マグネシウム（Ｍｇ）および錫（Ｓｎ）を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなっている。また、本実施形態にかかる銅合金材は、その導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である。
【００１３】
銅合金材の母材である（銅合金材の母相となる）Ｃｕとしては、無酸素銅（ＯＦＣ：Ｏｘｙｇｅｎ  Ｆｒｅｅ  Ｃｏｐｐｅｒ）等を用いることが好ましい。
【００１４】
上述のように、本実施形態にかかる銅合金材は、所定量のＦｅと所定量のＮｉと所定量のＰとを含有している。これにより、銅合金材中で、Ｆｅ及びＰの化合物（Ｆｅ−Ｐ化合物、例えばＦｅ２Ｐ）と、Ｎｉ及びＰの化合物（Ｎｉ−Ｐ化合物、例えばＮｉ５Ｐ２、Ｎｉ２Ｐ）との析出（分散析出）が同時に起こる。銅合金材中にＦｅ−Ｐ化合物およびＮｉ−Ｐ化合物のＰ化合物が析出することで、Ｆｅ−Ｐ化合物とＮｉ−Ｐ化合物との相乗効果により、銅合金材の強度を向上させることができる。
【００１５】
銅合金材の強度をより向上させる観点から、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量を増やすために銅合金材中のＦｅ、Ｎｉの含有量を増やすことが考えられる。しかしながら、Ｆｅ、Ｎｉの含有量を増やしすぎると、Ｆｅ−Ｐ化合物やＮｉ−Ｐ化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶するＦｅ、Ｎｉの量が増える。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。このようにＣｕ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐ系の銅合金材において、導電性の向上と強度の向上とはトレードオフの関係にある。
【００１６】
そこで、本実施形態では、所定の強度を維持しつつ導電性の低下を抑制し、強度と導電性とをバランスよく向上させるため、Ｆｅよりも導電性への影響が大きい、すなわちＦｅよりも導電性を低下させやすいＮｉの含有量を少なくしている。Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐの含有量、およびＮｉの質量に対するＦｅの質量の比はそれぞれ以下のようにするとよい。
【００１７】
銅合金材中のＦｅの含有量は、例えば０．２質量％以上０．６質量％以下、好ましくは０．３質量％以上０．５質量％以下であるとよい。
【００１８】
Ｆｅの含有量が０．２質量％未満であると、Ｆｅ−Ｐ化合物の析出量が少なくなり、Ｎｉ等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Ｆｅ−Ｐ化合物による強度向上効果が得られないことがある。
【００１９】
Ｆｅの含有量を０．２質量％以上にすることで、一定量のＦｅ−Ｐ化合物を銅合金材中に生成して析出させることができ、Ｆｅ−Ｐ化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｆｅの含有量を０．３質量％以上にすることで、Ｆｅ−Ｐ化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。
【００２０】
しかしながら、Ｆｅの含有量が０．６質量％を超えると、Ｆｅ−Ｐ化合物を生成することなく銅合金材中に固溶するＦｅの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。
【００２１】
Ｆｅの含有量を０．６質量％以下にすることで、銅合金材中にＦｅが固溶することを抑制でき、Ｆｅによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を７２％ＩＡＣＳ以上にできる。Ｆｅの含有量を０．５質量％以下にすることで、銅合金材中にＦｅが固溶することを確実に抑制でき、Ｆｅによる導電性の低下を確実に抑制できる。
【００２２】
銅合金材中のＮｉの含有量は、例えば０．０２質量％以上０．０６質量％以下、好ましくは０．０３質量％以上０．０５質量％以下であるとよい。
【００２３】
Ｎｉの含有量が０．０２質量％未満であると、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量が少なくなり、Ｆｅ等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果が得られないことがある。
【００２４】
Ｎｉの含有量を０．０２質量％以上にすることで、一定量のＮｉ−Ｐ化合物を銅合金材中に生成して析出させることができ、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｎｉの含有量を０．０３質量％以上にすることで、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。
【００２５】
しかしながら、Ｎｉの含有量が０．０６質量％を超えると、Ｎｉ−Ｐ化合物を生成することなく銅合金材中に固溶するＮｉの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。
【００２６】
Ｎｉの含有量を０．０６質量％以下にすることで、銅合金材中にＮｉが固溶することを抑制でき、Ｎｉによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を７２％ＩＡＣＳ以上にすることができる。Ｎｉの含有量を０．０５質量％以下にすることで、銅合金材中にＮｉが固溶することを確実に抑制でき、Ｎｉによる導電性の低下を確実に抑制できる。
【００２７】
銅合金材中のＰの含有量は、例えば０．０７質量％以上０．３質量％以下、好ましくは０．１質量％以上０．２質量％以下であるとよい。
【００２８】
Ｐの含有量が０．０７質量％未満であると、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量が少なくなり、Ｍｇ、Ｓｎ等の他の成分の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。すなわち、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果が得られないことがある。
【００２９】
Ｐの含有量を０．０７質量％以上にすることで、一定量のＦｅ−Ｐ化合物とＮｉ−Ｐ化合物とを銅合金材中に生成して析出させることができ、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｐの含有量を０．１質量％以上にすることで、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。
【００３０】
しかしながら、Ｐの含有量が０．３質量％を超えると、Ｆｅ−Ｐ化合物またはＮｉ−Ｐ化合物の生成することなく銅合金材中に固溶するＰの量が増えることがある。このため、銅合金材の導電性が低下することがある。
【００３１】
Ｐの含有量を０．３質量％以下にすることで、銅合金材中にＰが固溶することを抑制でき、Ｐによる導電性の低下を抑制できる。例えば、銅合金材の導電率を７２％ＩＡＣＳ以上にすることができる。Ｐの含有量を０．２質量％以下にすることで、Ｐによる導電性の低下を確実に抑制できる。
【００３２】
銅合金材は、Ｆｅ及びＮｉの含有量がそれぞれ上述の所定範囲内であって、かつ、Ｆｅの含有量（質量）に対するＮｉの含有量（質量）の過不足の発生を抑制する観点から、Ｎｉの質量に対するＦｅの質量の比（Ｆｅ／Ｎｉ）が例えば５以上１０以下、好ましくは７以上１０以下であるとよい。
【００３３】
上述のようにＮｉは、Ｆｅよりも導電性への影響が大きく、Ｆｅよりも導電性を低下させやすい。このため、Ｆｅ／Ｎｉが５未満であると、すなわちＮｉの含有量がＦｅの含有量に比べて相対的に多くなると、強度をさらに高めることはできるものの、Ｎｉによる導電性の低下を抑制できないことがある。すなわち、銅合金材において、強度と導電性とのバランスが崩れることがある。
【００３４】
Ｆｅ／Ｎｉを５以上にすることで、Ｎｉによる導電性の低下を抑制でき、銅合金材の強度と導電性とをバランスよく向上させることができる。Ｆｅ／Ｎｉを７以上にすることで、Ｎｉによる導電性の低下を確実に抑制でき、銅合金材の強度と導電性とをさらにバランスよく向上させることができる。
【００３５】
しかしながら、Ｆｅ／Ｎｉが１０を超えると、Ｎｉの含有量が相対的に少なくなるため、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量が少なくなることがある。Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果は、Ｆｅ−Ｐ化合物による強度向上効果よりも大きい。このため、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果が充分に得られず、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。その結果、銅合金材の強度と導電性とのバランスが崩れることがある。
【００３６】
Ｆｅ／Ｎｉを１０以下にすることで、一定量のＮｉ−Ｐ化合物を銅合金材中に確実に生成して析出させることができ、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を確実に得ることができる。その結果、銅合金材の強度と導電性とをバランスよく向上させることができる。
【００３７】
上述のように、本実施形態では、Ｎｉの含有量をＦｅの含有量に比べて相対的に少なくしている。Ｎｉの含有量を少なくすると、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量が少なくなる。Ｎｉ−Ｐ化合物の方がＦｅ−Ｐ化合物よりも銅合金材の強度向上効果が高いため、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量が少なくなると、銅合金材の強度が不足することがある。
【００３８】
そこで、本実施形態にかかる銅合金材は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐとともに、所定量のＭｇをさらに含有している。Ｍｇは、銅合金中に固溶することで、すなわち他の元素と化合物を作ることなく単独で母相中に析出することで銅合金材の強度を向上させる効果を示すとともに、Ｎｉよりも銅合金材の導電性を低下させにくい成分である。このようなＭｇを、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐとともに銅合金材中に含有させることで、上述のようにＮｉの含有量を少なくした場合であっても、銅合金材の強度を所定の強度にできるとともに、導電性の低下を抑制できる。すなわち、銅合金材中にＭｇを含有させることで、Ｎｉ−Ｐ化合物の析出量の減少による銅合金材の強度低下を補うことができるとともに、Ｎｉの含有量を減らすことで、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。
【００３９】
銅合金材中のＭｇの含有量は、例えば０．０１質量％以上０．２質量％以下、好ましくは０．０３質量％以上０．１質量％以下であるとよい。
【００４０】
Ｍｇの含有量が０．０１質量％未満であると、Ｍｇが不可避不純物である酸素（Ｏ）や硫黄（Ｓ）と結合してしまうことによって、銅合金材中に固溶するＭｇの量が減少してしまうことがある。なお、ＭｇがＯやＳ等と結合することで生成されるＭｇＯやＭｇＳ等は、銅合金材の強度向上効果を有しない。その結果、Ｍｇを含有させることによる強度向上効果が得られないことがある。
【００４１】
Ｍｇの含有量を０．０１質量％以上にすることで、Ｍｇの一部がＯやＳ等と結合しても、一定量のＭｇを銅合金材中に固溶させることができる。これにより、Ｍｇを含有させることによる強度向上効果を得ることができる。例えば、銅合金材の０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｍｇの含有量を０．０３質量％以上にすることで、Ｍｇを含有させることによる強度向上効果を確実に得ることができる。
【００４２】
上述のように、ＭｇはＮｉよりも導電性を低下させにくい成分である。しかしながら、Ｍｇの含有量が０．２質量％を超えると、銅合金材中に固溶するＭｇの量が増えすぎ、Ｍｇによって銅合金材の導電性を低下させてしまうことがある。
【００４３】
Ｍｇの含有量を０．２質量％以下にすることで、Ｍｇによる導電性の低下を抑制できる。その結果、銅合金材の導電性の低下を抑制しつつ、銅合金材の強度を向上させることができる。例えば、銅合金材の導電率を７２％ＩＡＣＳ以上に維持しつつ、０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｍｇの含有量を０．１質量％以下にすることで、Ｍｇによる導電性の低下を確実に抑制できる。
【００４４】
また、上述のように、本実施形態にかかる銅合金材は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｍｇとともに、Ｓｎをさらに含有している。Ｓｎは、主に銅合金材の耐応力緩和性を向上させる目的で添加される成分（元素）である。Ｓｎは、銅合金材中に固溶することで、銅合金材の耐応力緩和性を向上させることができる成分である。
【００４５】
というのも、Ｓｎは、母相となるＣｕの原子半径よりも大きな原子半径を有する元素である。母相であるＣｕの原子半径よりも大きな原子半径を有する元素は、銅合金材の結晶中に取り込まれると銅合金材の結晶に格子歪みを生じさせる。しかしながら、原子半径の大きい元素は、その格子歪みを軽減するように銅合金材の結晶中の空孔と結びつく傾向がある。空孔がＣｕの原子半径よりも原子半径の大きな元素と結びつくと、空孔の容積は小さくなる。
【００４６】
また、応力緩和とは、銅合金材に一定歪みが印加された状態において時間の経過とともに弾性歪みが塑性歪みに変化し、応力が減少していく現象のことである。このような応力緩和は、原子レベルでは原子の拡散と転位の移動とによって進行する。したがって、銅合金材の耐応力緩和性を向上させるためには、Ｃｕ原子の拡散や転位の移動を抑制することが必要となる。
【００４７】
Ｃｕ原子の拡散は、Ｃｕ原子が結晶中の空孔を介して（空孔を媒介として）ジャンプして移動することにより進行する。このため、例えば銅合金材が高温環境下で使用されてＣｕ原子が拡散しようとしても、上述のように銅合金材中にＳｎを含有させて空孔の容積を小さくすることで、Ｃｕ原子はその空孔に入り込み難くなる。これにより、Ｃｕ原子はこの空孔を介してジャンプして移動することが難しくなり、Ｃｕ原子の拡散が進行し難くなる。すなわち、Ｃｕ原子の拡散を抑制できる。
【００４８】
また、銅合金材の結晶中に取り込まれた原子半径の大きい元素は、銅合金材の結晶の格子歪みを軽減するように銅合金材中の転位の周辺に偏析する。この状態はコットレル雰囲気と呼ばれる。コットレル雰囲気はエネルギー的に安定となる。Ｓｎが含有された銅合金材が例えば高温環境下で使用されて転位が移動しようとした場合、転位はコットレル雰囲気の状態を維持したまま移動しなければならない。このため、転位が移動し難くなる、すなわち、転位の移動を抑制できる。
【００４９】
上述のように、銅合金材中にＳｎを含有させることで、Ｃｕ原子の拡散や転位の移動を抑制できる。その結果、銅合金材の耐応力緩和性を向上させることができる。
【００５０】
なお、Ｓｎ以外にも、Ｃｕ原子よりも原子半径の大きな元素はある。しかしながら、Ｓｎが、Ｃｕ原子よりも原子半径の大きな他の元素よりも、銅合金材の耐応力緩和性を向上させる効果が高いことを本発明者は確認済みである。
【００５１】
また、Ｓｎは、銅合金中に固溶することで、高い強度向上効果も示す。したがって、銅合金材中にＳｎを含有させることで、銅合金材の強度をさらに向上させることができる。例えば、上述のようにＮｉの含有量を少なくした場合であっても、銅合金材の強度を所定の強度に確実にすることができる。
【００５２】
Ｓｎの含有量は、例えば０．０５質量％より多く０．２質量％以下、好ましくは０．０８質量％以上０．１５質量％以下であるとよい。
【００５３】
Ｓｎの含有量が０．０５質量％以下であると、耐応力緩和性が不充分になることがある。また、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇの他の元素の含有量を増やさなければ、銅合金材の強度が低下することがある。
【００５４】
Ｓｎの含有量を０．０５質量％より多くすることで、耐応力緩和性を充分に向上させることができる。具体的には、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率を２５％以下にすることができる。また、銅合金材の強度を向上させることができ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇの他の元素の含有量を増やすことなく、銅合金材の強度を所定の強度にすることができる。例えば、銅合金材の０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にすることができる。Ｓｎの含有量を０．０８質量％以上にすることで、銅合金材の耐応力緩和性および強度を確実に向上させることができる。
【００５５】
Ｓｎは、上述のように耐応力緩和性の向上効果や強度向上効果が高い成分であるが、導電性を低下させやすい成分でもある。このため、Ｓｎの含有量が０．２質量％を超え、銅合金材中に固溶するＳｎの量が増えると、銅合金材の導電性が低下することがある。
【００５６】
Ｓｎの含有量を０．２質量％以下にすることで、Ｓｎによる銅合金材の導電性の低下を抑制できる。その結果、銅合金材の導電性を低下させることなく、銅合金材の耐応力緩和性、強度を向上させることができる。Ｓｎの含有量を０．１５質量％以下にすることで、Ｓｎによる導電性の低下を確実に抑制できる。
【００５７】
さらにまた、銅合金材は、亜鉛（Ｚｎ）を含有していてもよい。これにより、銅合金材が、例えばリードフレームの基材やコネクタの導体部等に使用された場合、Ｚｎが銅合金材中に固溶することにより、銅合金材とはんだ層とが剥離することを抑制できる。すなわち、はんだ付け性（はんだ密着性）を向上させることができる。その結果、はんだ付けに対する信頼性を向上させることができる。このようなはんだ付けに対する信頼性は、特にリードフレームにとって重要な特性の一つである。
【００５８】
銅合金材がＺｎを含有している場合、Ｚｎの含有量は、例えば０．００１質量％以上０．００５質量％以下であるとよい。
【００５９】
Ｚｎの含有量が０．００１質量％未満であると、Ｚｎが不可避不純物であるＯやＳと結合してしまうことによって、銅合金材中に固溶するＺｎの量が減少してしまうことがある。なお、ＺｎがＯやＳ等と結合することで生成されるＺｎＯやＺｎＳ等は、はんだ付け性を向上させる効果を有しない。その結果、Ｚｎを含有させることによるはんだ付け性の向上効果が得られないことがある。
【００６０】
Ｚｎの含有量を０．００１質量％以上にすることで、Ｚｎの一部がＯやＳ等と結合しても、一定量のＺｎを銅合金材中に固溶させることができる。これにより、Ｚｎを含有させることによるはんだ付け性の向上効果を得ることができる。
【００６１】
しかしながら、Ｚｎの含有量が０．００５質量％を超えると、銅合金材中に固溶するＺｎの量が増えるため、Ｚｎによって銅合金材の導電性を低下させてしまうことがある。
【００６２】
Ｚｎの含有量を０．００５質量％以下にすることで、銅合金材の導電性を低下させることなく、はんだ付け性を向上させることができる。
【００６３】
（２）銅合金材の製造方法
次に、本実施形態にかかる銅合金材の製造方法について、溶解鋳造法を例示して説明する。
【００６４】
（鋳造工程）
まず、母材である無酸素銅を例えば高周波溶解炉等を用いて窒素雰囲気下で溶解して銅の溶湯を生成する。この銅の溶湯中に、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、ＭｇおよびＳｎを添加して銅合金の溶湯を生成する。このとき、Ｆｅの含有量が０．２質量％以上０．６質量％以下になり、Ｎｉの含有量が０．０２質量％以上０．０６質量％以下になり、Ｐの含有量が０．０７質量％以上０．３質量％以下になり、Ｍｇの含有量が０．０１質量％以上０．２質量％以下になり、Ｓｎの含有量が０．０５質量％より多く０．２質量％以下になるように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、ＭｇおよびＳｎの添加量（投入量）を調整する。また、Ｎｉの質量に対するＦｅの質量の比（Ｆｅ／Ｎｉ）が５以上１０以下になるように、Ｆｅ、Ｎｉの添加量をさらに調整することが好ましい。また、銅合金の溶湯には、Ｚｎをさらに含有させてもよく、この場合、Ｚｎの含有量が０．００１質量％以上０．００５質量％以下となるようにＺｎの添加量を調整する。そして、この銅合金の溶湯を鋳型に注いで冷却し、所定の組成を有する鋳塊を鋳造する。
【００６５】
（熱間圧延工程）
上述の鋳塊を所定温度（例えば９００℃以上１０００℃以下）に加熱して、当該鋳塊に対して所定の加工度（例えば総加工度が６０％以上９５％以下）で熱間圧延を行い、所定厚さの熱間圧延材を形成する。本明細書における熱間圧延材とは、熱間圧延工程を行うことで形成された銅合金の板材をいう。
【００６６】
（第１の熱処理工程（時効工程））
熱間圧延工程が終了した後、熱間圧延材に対して熱処理（時効処理）を行い、熱処理材を形成する。本明細書における熱処理材とは、第１の熱処理工程が行われた後の銅合金の板材をいう。
【００６７】
上述のように、最終的に形成される銅合金材（以下、単に「銅合金材」ともいう。）の元になる鋳塊は、導電性を低下させやすい成分であるＳｎを含有している。このため、熱間圧延材に対して適切な温度で充分に時効処理を行うことで、銅合金材中にＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させるとともに、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を生成することなく、Ｓｎ以外にも導電性を低下させる要因となり、銅合金材中に固溶するＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量を可能な限り低減させておく。これにより、Ｓｎが含有されている場合であっても、銅合金材中に固溶する元素による導電性の低下を最低限に抑えることができる。また、後述の冷間圧延工程を行った後も、高い導電性を維持することができる。
【００６８】
第１の熱処理工程では、熱間圧延材を例えば４５０℃以上５５０℃以下の温度下で、すなわち熱間圧延材が例えば４５０℃以上５５０℃以下の温度となるように熱間圧延材を加熱した状態で、３時間以上、好ましくは８時間以上保持する熱処理を行う。これにより、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させて、銅合金材の強度を向上させることができるとともに、銅合金材中にＦｅ、Ｎｉ、Ｐが固溶することを抑制でき、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。
【００６９】
熱処理の温度（加熱温度）が４５０℃未満であったり、熱処理の時間（加熱（保持）時間）が３時間未満であったりすると、銅合金中に所定量のＦｅ、Ｎｉ、Ｐを含有させた場合であっても、銅合金材中にＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させることができないことがある。このため、銅合金材において、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果が得られず、その結果、銅合金材の強度を所定の強度にできないことがある。さらに、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させることができないことで、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶するＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量が増えることがある。その結果、銅合金材の導電性が低下することがある。
【００７０】
熱処理の温度を４５０℃以上にし、熱処理の時間を３時間以上にすることで、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させることができ、その結果、銅合金材中にＦｅ、Ｎｉ、Ｐが固溶することを抑制できる。これにより、銅合金材において、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を得ることができ、銅合金材の強度を所定の強度にすることができるとともに、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。また、熱処理の時間を８時間以上にすることで、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物をより充分に分散析出させることができ、その結果、銅合金材中にＦｅ、Ｎｉ、Ｐが固溶することを確実に抑制できる。これにより、銅合金材において、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果を確実に得ることができるとともに、銅合金材の導電性の低下を確実に抑制できる。
【００７１】
しかしながら、熱処理の温度が５５０℃を超えると、分散析出したＦｅ−Ｐ化合物やＮｉ−Ｐ化合物が再び固溶する現象が生じ、熱処理材中に固溶状態で残るＦｅやＮｉの量が増えることがある。このため、銅合金材中に固溶するＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量が増え、その結果、銅合金材の導電性が低下することがある。また、熱処理の温度が５５０℃を超えると、母相であるＣｕの再結晶が進み、熱処理材の強度が低下することがある。
【００７２】
熱処理の温度を５５０℃以下にすることで、上述の現象を抑制できる。これにより、銅合金材中にＦｅ、Ｎｉ、Ｐが固溶することを抑制でき、その結果、銅合金材の導電性の低下を抑制できる。また、母相であるＣｕの再結晶が進むことを抑制でき、熱処理材（銅合金材）の強度が低下することを抑制できる。
【００７３】
（冷間圧延工程）
第１の熱処理工程が終了した後、熱処理材に対して所定の冷間圧延を行い、所定厚さの冷間圧延材を形成する。冷間圧延工程では、例えば、熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に対する焼鈍と、を所定回数交互に繰り返す。冷間圧延工程は、焼鈍ではなく冷間圧延で終了することが好ましい。本明細書における冷間圧延材とは、冷間圧延工程が終了した後（所定回数の冷間圧延と焼鈍とを行った後）の銅合金の板材をいう。冷間圧延工程が銅合金材の製造工程の最終工程である場合、すなわち後述の第２の熱処理工程を行わない場合、冷間圧延材が、最終的に形成される銅合金材となる。
【００７４】
冷間圧延工程で行う焼鈍は、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う。例えば、被圧延材の温度が３００℃以上５００℃以下となるような温度で焼鈍を行うことが好ましい。また例えば、焼鈍を行う時間（焼鈍時間）は３０秒以上５分以下であることが好ましい。これにより、銅合金材の強度の低下を伴う再結晶を被圧延材に生じさせることなく（母相であるＣｕの再結晶を進行させることなく）、冷間圧延材の加工性（延性）を回復させることができる。このように被圧延材に再結晶を生じさせないことで、銅合金材の強度低下を抑制できる。
【００７５】
冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延、すなわち最後の焼鈍後に行われる最後の冷間圧延は例えば６０％以上８０％以下の加工度で行うことが好ましい。これにより、最終的に形成される銅合金材の強度を充分に高めることができるとともに、銅合金材の延性の低下も抑制できる。
【００７６】
最後の冷間圧延の加工度が６０％未満であると、冷間圧延による加工硬化が不充分となるため、最終的に形成される銅合金材の強度が不足することがある。最後の冷間圧延の加工度を６０％以上にすることで、冷間圧延により被圧延材を充分に加工硬化させることができ、銅合金材の強度を充分に高めることができる。
【００７７】
しかしながら、最後の冷間圧延の加工度が８０％を超えると、被圧延材（冷間圧延材）に蓄積される歪みが過剰になることがある。このため、最終的に形成される銅合金材の導電性が低下したり、延性が低下してわずかな伸びで破断したりすることがある。最後の冷間圧延の加工度を８０％以下にすることで、被圧延材に蓄積される歪みを低減でき、その結果、銅合金材の導電性の低下、延性の低下を抑制できる。
【００７８】
（第２の熱処理工程）
冷間圧延工程が終了した後、冷間圧延材を例えば３５０℃以上４５０℃以下の温度下で、例えば１０秒以上５分以下保持する熱処理（最終熱処理）をさらに行ってもよい。このような条件で最終熱処理を行うことで、被熱処理材の強度の低下を抑制しつつ、被熱処理材の導電性や延性をさらに回復させることができる。その結果、最終的に形成される銅合金材の強度を所定強度に維持しつつ、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性（伸び）をさらに向上させることができる。
【００７９】
最終熱処理での被熱処理材の温度が３５０℃未満である場合や、加熱時間（加熱保持時間）が１０秒未満である場合、被熱処理材の導電性や延性の回復が不充分であることがある。最終熱処理における加熱温度を３５０℃以上とし、加熱時間を１０秒以上とすることで、被熱処理材の導電性や延性を充分に回復させることができる。これにより、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性をさらに向上させることができる。
【００８０】
しかしながら、加熱温度が４５０℃を超えたり、加熱時間が５分を超えたりすると、被熱処理材中に再結晶が生じることがあり、その結果、銅合金材の強度が低下することがある。加熱温度を４５０℃以下とし、保持時間を５分以下とすることで、被熱処理材中に再結晶が生じることを抑制できる。その結果、最終熱処理により銅合金材の強度が低下することを抑制できる。
【００８１】
以上の工程を経ることで、導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材を形成することができる。
【００８２】
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００８３】
（ａ）Ｃｕ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐ系合金において、さらにＭｇ、Ｓｎを添加するとともに、銅合金中の組成制御を行うことで、この銅合金を用いて形成した銅合金材は、従来の銅合金材よりも、高い導電性、高い強度および高い耐応力緩和性を有するものとなる。また、本実施形態にかかる銅合金材では、従来の銅合金材よりも、導電性および強度をバランスよく向上させつつ、さらに耐応力緩和性も向上させることができる。すなわち、銅合金材中に、Ｆｅ、Ｎｉ、ＰおよびＭｇを適切な範囲で含有させることで、銅合金材の導電性と強度とをバランスよく向上させることができる。また、銅合金材中に、所定量のＳｎを含有させることで、Ｓｎを含有しない場合よりも、銅合金材の耐応力緩和性および強度を向上させることができる。
【００８４】
（ｂ）具体的には、０．２質量％以上０．６質量％以下のＦｅと、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のＮｉと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のＰと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のＭｇと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下のＳｎとを含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなるように銅合金の組成制御を行うことで、この銅合金を用いて形成される銅合金材を、従来よりも高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性の要求を満たす銅合金材とすることができる。例えば、銅合金材の導電率を７２％ＩＡＣＳ以上にし、０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上にし、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率を２５％以下にすることができる。
【００８５】
（ｃ）また、銅合金材中のＮｉの質量に対するＦｅの質量の比（Ｆｅ／Ｎｉ）を５以上１０以下にすることで、銅合金材の導電性と強度とをバランスよく向上させることができる。
【００８６】
（ｄ）また、銅合金材中に０．００１質量％以上０．００５質量％以下のＺｎを含有させることで、銅合金材の導電性を低下させることなく、はんだ付け性を向上させることができる。
【００８７】
（ｅ）また、銅合金材を形成する際に、所定の熱間圧延工程を行った後、４５０℃以上５５０℃以下の温度で３時間以上保持する第１の熱処理工程を行うことで、銅合金材中にＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させることができる。これにより、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を生成することなく、銅合金材中に固溶し、銅合金材の導電性の低下の要因となるＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量を可能な限り低減させることができる。その結果、導電性を低下させやすいＳｎが含有されて固溶している場合であっても、銅合金材中に固溶する他の元素による導電性の低下を最低限に抑えることができる。
【００８８】
（ｆ）また、冷間圧延工程を、所定の冷間圧延と、被圧延材中に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返して行うことで、銅合金材の強度の低下を伴う再結晶を被圧延材に生じさせることなく、冷間圧延材の加工性（延性）を回復させることができる。このように被圧延材に再結晶を生じさせないようにすることで、銅合金材の強度の低下を確実に抑制できる。
【００８９】
（ｇ）また、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延を、６０％以上８０％以下の加工度で行うことで、これにより、銅合金材の強度を充分に高めることができるとともに、銅合金材の延性の低下も抑制できる。
【００９０】
（ｈ）また、冷間圧延工程を行った後、冷間圧延材を３５０℃以上４５０℃以下の温度下で１０秒以上５分以下保持する最終熱処理を行うことで、銅合金材の強度を所定強度に維持しつつ、銅合金材の導電性をさらに向上させるとともに、銅合金材の延性（伸び）をさらに向上させることができる。
【００９１】
（ｉ）本実施形態にかかる銅合金材は、高い導電性、高い強度および高い耐応力緩和性を有している。したがって、本実施形態にかかる銅合金材は、例えば、半導体素子が載置されるダイパッドと、半導体素子に電気的に接続されるリードと、を有する基材（基板）を有するリードフレームにおいて、その基材に好適に用いることができる。なお、リードフレームの基材は、銅合金材に打ち抜き加工を施すことで形成される。このようにリードフレームの基材に本実施形態にかかる銅合金材を用いることで、電子機器の多機能化、小型化、軽量化の要求に伴って、電子機器に搭載される半導体パッケージに要求される高密度化、小型化、薄型化の要求を満たすことができる。すなわち、銅合金材が高い導電性を有することで、半導体パッケージの高密度化（電子機器の多機能化）等の要求を満たすための充分な放熱性を確保することができる。また、銅合金材が高い強度を有することで、リードフレームの基材を薄くすることができ、その結果、半導体パッケージの小型化、薄型化等の要求を満たすことができる。また、リードフレームの基材が車載用途に使用された場合、このような用途では使用環境が高温になることがあるが、本実施形態にかかる銅合金材は、高い耐応力緩和性を有している。このため、リードフレームの基材が高温環境下で使用された場合であっても、充分な信頼性を確保することができる。
【００９２】
（ｊ）また、本実施形態にかかる銅合金材は、例えば、電子機器側（相手側）のコネクタ（端子）に電気的に接続される導体部と、導体部が収容されるハウジング（収容部）と、を有するコネクタの導体部にも好適に用いることができる。これにより、特に、自動車の電装化が進み、コネクタ等の電気部品に流れる電流値が増加した場合であっても、コネクタを自動車の電気系統に好適に用いることができる。すなわち、銅合金材が高い導電性を有することで、ジュール熱の発生を抑えることができる。また、銅合金材が高い強度を有することで、自動車の仕様として要求されるバネ性を満たすことができる。また、銅合金材が高い耐応力緩和性を有することで、コネクタが高温環境下で用いられた場合であっても、コネクタの接触圧を長期にわたって維持することができる。
【００９３】
（本発明の他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００９４】
上述の実施形態では、高周波溶解炉を用いて溶湯（銅の溶湯、銅合金の溶湯）を生成したが、これに限定されない。例えば、原料を加熱して溶解して溶湯を生成することが可能な種々の溶解炉を用いることができる。
【００９５】
上述の実施形態では、銅合金材がリードフレーム、コネクタに用いられる場合について説明したが、これに限定されない。
【実施例】
【００９６】
次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９７】
＜試料の製作＞
（試料１）
無酸素銅を母材にして、０．３５質量％のＦｅ、０．０４０質量％のＮｉ、０．１２質量％のＰ、０．１０質量％のＭｇ、および０．１０質量％のＳｎを高周波溶解炉が備える坩堝内に投入し、高周波溶解炉を用いて窒素雰囲気下で坩堝内を加熱して銅合金の溶湯を溶製した。溶製した銅合金の溶湯を所定形状の鋳型に注いで、厚さが２５ｍｍ、幅が３０ｍｍ、長さが１５０ｍｍの鋳塊を鋳造した（鋳造工程）。得られた鋳塊を９５０℃に加熱して熱間圧延を行い、厚さが８ｍｍの熱間圧延材を形成した（熱間圧延工程）。得られた熱間圧延材を５００℃の温度下で８時間加熱する熱処理を行い、熱処理材を形成した（第１の熱処理工程）。得られた熱処理材に冷間圧延を行い、被圧延材の厚さを１ｍｍにした。そして、被圧延材を４５０℃の温度下で３分間加熱する焼鈍を行った。次に、焼鈍を行った被圧延材に対して加工度が７０％の冷間圧延（最後の冷間圧延）を行い、厚さが０．３ｍｍの冷間圧延材を形成した（冷間圧延工程）。この冷間圧延材を試料１の銅合金材とした。
【００９８】
（試料２〜９，１２〜２３）
試料２〜９，１２〜２３では、鋳造工程で鋳造される鋳塊の組成、すなわち銅合金材の組成が下記の表１に示す通りになるように、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、ＭｇおよびＳｎの添加量（投入量）を調整した。その他は、上述の試料１と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料２〜９，１２〜２３とした。
【００９９】
（試料１０，１１，２４）
試料１０，１１，２４では、鋳造工程で鋳造される鋳塊の組成が下記の表１に示す通りになるように、鋳塊内に所定量のＺｎを含有した。その他は、上述の試料１と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料１０，１１，２４とした。
【０１００】
（試料２５〜２９，３２〜３７）
試料２５〜２９，３２〜３７では、第１の熱処理工程における加熱条件（加熱温度、加熱時間）および冷間圧延工程における条件（焼鈍温度、焼鈍時間、最後の冷間圧延の加工度）を下記の表３に示す通りにした。その他は、上述の試料１と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料２５〜２９，３２〜３７とした。
【０１０１】
（試料３０，３１，３８，３９）
試料３０，３１，３８，３９では、冷間圧延工程後に、冷間圧延材を所定温度で所定時間加熱する熱処理（第２の熱処理工程）を行った。なお、第２の熱処理工程の条件（加熱温度、加熱時間）は、表３に示す通りにした。その他は、上述の試料１と同様にして銅合金材を形成した。これらをそれぞれ試料３０，３１，３８，３９とした。
【０１０２】
＜評価＞
試料１〜３９についてそれぞれ、導電性、強度、耐応力緩和性の評価を行った。また、試料１，１０，１１，２４では、上記評価に加え、はんだ密着性（はんだ付け性）の評価も行った。
【０１０３】
導電性の評価は、各試料の導電率を測定することで行った。導電率は、ＪＩＳ  Ｈ０５０５に準拠した導電率測定方法により測定した。その結果を表１〜３に示す。
【０１０４】
強度の評価は、各試料の引張強さおよび０．２％耐力を測定することで行った。引張強さおよび０．２％耐力は、ＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠した引張試験方法により測定した。その結果を表１、表３に示す。
【０１０５】
耐応力緩和性の評価は、各試料の応力緩和率を測定することで行った。応力緩和率の測定（応力緩和試験）は、日本電子材料工業会標準規格ＥＭＡＳ−１０１１および日本伸銅協会技術標準ＪＣＢＡ−Ｔ３０９に準拠した方法により、以下のように測定した。まず、各試料を片持ち梁の状態にして初期の表面最大応力が０．２％耐力の８０％の値になるように曲げ（曲げ応力）を加え、このときの各試料の撓み量（初期撓み量）を測定した。そして、所定の曲げ応力を加えた状態で各試料を１５０℃に加熱して１０００時間保持した。１０００時間が経過した後、曲げ応力を除荷して、生じた永久変形による撓み量を測定した。そして、最初に負荷した曲げの撓み量に対する加熱保持後の永久変形による撓み量の割合（（永久変形による撓み量／初期撓み量）×１００）を算出し、これを応力緩和率（１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率）とした。応力緩和率の算出結果を表１、表３に示す。
【０１０６】
はんだ密着性の評価は、各試料に対して以下のはんだ耐熱剥離試験を行うことで行った。まず、厚さ０．３ｍｍの各試料から幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの試験片を採取した。次に、２６０℃に溶融保持した鉛フリーはんだ（Ｓｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ）に各試験片を浸漬して、試験片の表面にはんだ層を形成した。この試験片を１８０℃に加熱して１００時間保持した。次に、試験片に１８０°の曲げおよび曲げ戻しを行った。そして、曲げ戻し部分について、はんだ層が剥離しているか否かの評価を行った。その結果を表２に示す。
【０１０７】
【表１】
0006734130.tif 000002
【０１０８】
なお、表１に記載のそれぞれの銅合金材（鋳塊）を構成する元素以外の残部はＣｕおよび不可避不純物からなる。
【０１０９】
【表２】
0006734130.tif 000003
【０１１０】
【表３】
0006734130.tif 000004
【０１１１】
＜評価結果＞
表１に示すように、試料１〜９から、０．２質量％以上０．６質量％以下のＦｅと、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のＮｉと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のＰと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のＭｇと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下のＳｎとを含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなる銅合金材は、高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性を有することを確認した。すなわち、試料１〜９の銅合金材は、導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、引張強さが５６０ＭＰａ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下であることを確認した。このように、試料１〜９の銅合金材では、従来の銅合金材よりも、導電性、強度、および耐応力緩和性をバランスよく向上させることができることを確認した。
【０１１２】
表１において、試料１〜９と、試料１２〜１３と、の比較から、Ｆｅの含有量が０．２質量％未満であったり、Ｎｉの含有量が０．０２質量％未満であったりすると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、Ｆｅ、Ｎｉの含有量が少ないため、銅合金材中に析出するＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物の量が少なくなり、その結果、Ｆｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物による強度向上効果が得られないため、銅合金材の強度が不足すると考えられる。
【０１１３】
表１において、試料１〜９と、試料１６との比較から、Ｐの含有量が０．０７質量％未満であると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、Ｐの含有量が少ない場合も、上記Ｆｅ、Ｎｉの含有量が少ない場合と同様に、銅合金材中に析出するＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物の量が少なくなるため、銅合金材の強度が不足すると考えられる。
【０１１４】
表１において、試料１〜９と、試料１４〜１５と、の比較から、Ｆｅの含有量が０．６質量％を超えたり、Ｎｉの含有量が０．０６質量％を超えたりすると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。また、試料１〜９と、試料１７と、の比較から、Ｐの含有量が０．３質量％を超えると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。これらは、銅合金材中に固溶するＦｅやＮｉ、Ｐの量が増えたため、銅合金材の導電性が低下したものと考えられる。
【０１１５】
表１において、試料１〜９と、試料１８と、の比較から、Ｍｇの含有量が０．０１質量％未満であると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、Ｍｇを含有させることによる強度向上効果を充分に得られなかったためと考えられる。
【０１１６】
表１において、試料１〜９と、試料１９と、の比較から、Ｍｇは比較的導電性を低下させ難い成分であるが、このようにＭｇの含有量が増えすぎると、Ｍｇによって導電性が低下することがあることを確認した。すなわち、Ｍｇの含有量が０．２質量％を超えると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。
【０１１７】
表１において、試料１〜９と、試料２０と、の比較から、Ｓｎの含有量が０．０５質量％以下であると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあるとともに、応力緩和率が２５％を超えることがあることを確認した。これは、Ｓｎを添加することによる耐応力緩和性および強度向上効果を充分に得られなかったためと考えられる。
【０１１８】
表１において、試料１〜９と、試料２１と、の比較から、Ｓｎの含有量が０．２質量％を超えると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。これは、銅合金材中に固溶するＳｎの量が増えたため、銅合金材の導電性が低下したものと考えられる。
【０１１９】
表１において、試料１〜９と、試料２２と、の比較から、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｍｇ、Ｓｎの含有量が所定の範囲内であっても、Ｆｅ／Ｎｉが５未満であると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。
【０１２０】
また、表１において、試料１〜９と、試料２３と、の比較から、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐ、Ｍｇ、Ｓｎの含有量が所定の範囲内であっても、Ｆｅ／Ｎｉが１０を超えると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。
【０１２１】
表２において、試料１と、試料１０，１１と、の比較から、所定量のＺｎを含有させることで、はんだ層の剥離を抑制でき、はんだ密着性を向上させることができることを確認した。また、所定量のＺｎを含有した試料１０，１１であっても、導電率を７２％ＩＡＣＳ以上にできることを確認した。すなわち、Ｚｎの含有量が所定量であれば、Ｚｎによる導電性への影響は小さいことを確認した。
【０１２２】
表１，２において、試料１０〜１１と、試料２４と、の比較から、Ｚｎの含有量が０．００５質量％を超えると、はんだ密着性の評価は良好である、すなわち、はんだ層の剥離は見られないものの、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。
【０１２３】
表３において、試料１，２５〜２９から、第１の熱処理工程では、４５０℃以上５５０℃以下の温度で３時間以上加熱する熱処理を行い、冷間圧延工程では、冷間圧延と、再結晶が生じる温度よりも低い温度での焼鈍と、を行うとともに、最後の冷間圧延を６０％以上８０％以下の加工度で行うことで、高い導電性、高い強度、および高い耐応力緩和性を有する銅合金材を形成することができることを確認した。すなわち、試料１，２５〜２９では、導電率が７２％ＩＡＣＳ以上になり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上になり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下になることを確認した。このように、試料１，２５〜２９では、従来の銅合金材よりも、導電性、強度、および耐応力緩和性をバランスよく向上させることができることを確認した。
【０１２４】
試料１，２６と、試料３０，３１と、の比較から、冷間圧延工程後に３５０℃以上４５０℃以下の温度下で１０秒以上５分以下加熱する熱処理（第２の熱処理工程）を行うことで、耐応力緩和性と導電性とをさらに向上させることができることを確認した。なお、第２の熱処理工程を行うことで強度は若干低下するものの、０．２％耐力を５２０ＭＰａ以上に維持できることを確認した。
【０１２５】
表３において、試料１，２５〜２７と、試料３２，３３と、の比較から、第１の熱処理工程における熱処理の温度（加熱温度）が４５０℃未満であったり、第１の熱処理工程における熱処理の時間（加熱時間）が３時間未満であったりすると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になることがあることを確認した。これらは、熱処理によってＦｅ−Ｐ化合物、Ｎｉ−Ｐ化合物を充分に分散析出させることができず、その結果、熱処理材中に固溶するＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量が増えたためと考えられる。
【０１２６】
表３において、試料１，２５〜２７と、試料３４と、の比較から、第１の熱処理工程における加熱温度が５５０℃を超えると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になるとともに、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、分散析出したＦｅ−Ｐ化合物やＮｉ−Ｐ化合物が再び固溶する現象が生じ、その結果、熱処理材中に固溶するＦｅ、Ｎｉ、Ｐの量が増えるとともに、母相であるＣｕの再結晶が進んで熱処理材の強度が大きく低下したためと考えられる。
【０１２７】
表３において、試料１，２５〜２９と、試料３５と、の比較から、冷間圧延工程における焼鈍を、再結晶が進行する温度である５３０℃で行うと、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、焼鈍によって母相であるＣｕに再結晶が生じたことで強度が低下したため、最終的に形成される銅合金材の強度が低下したと考えられる。
【０１２８】
表３において、試料１，２８，２９と、試料３６と、の比較から、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延の加工度が６０％未満であると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。これは、最終の冷間圧延による加工硬化が不充分であるため、銅合金材の強度を充分に向上させることができなかったと考えられる。
【０１２９】
表３において、試料１，２８，１９と、試料３７と、の比較から、冷間圧延工程で行う最後の冷間圧延の加工度が８０％を超えると、導電率が７２％ＩＡＣＳ未満になり、応力緩和率が２５％を超えることがあることを確認した。これらは、冷間圧延により、被圧延材に過剰な歪みが蓄積されたためと考えられる。
【０１３０】
表３において、試料３０，３１と、試料３８，３９との比較から、第２の熱処理工程で行う熱処理の温度が４５０℃を超えたり、熱処理の時間が５分を超えたりすると、０．２％耐力が５２０ＭＰａ未満になることがあることを確認した。
【０１３１】
＜好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１３２】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材が提供される。
【０１３３】
［付記２］
付記１の銅合金材であって、好ましくは、
前記ニッケルの質量に対する前記鉄の質量の比が５以上１０以下である。
【０１３４】
［付記３］
付記１または２の銅合金材であって、好ましくは、
０．００１質量％以上０．００５質量％以下の亜鉛をさらに含有する。
【０１３５】
［付記４］
本発明の他の態様によれば、
鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊に熱間圧延を行って熱間圧延材を形成する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延材に熱処理を行って熱処理材を形成する第１の熱処理工程と、
前記熱処理材に冷間圧延を行って冷間圧延材を形成する冷間圧延工程と、を有し、
前記鋳造工程では、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなる前記鋳塊を鋳造し、
前記第１の熱処理工程では、
前記熱間圧延材を４５０℃以上５５０℃以下の温度下で３時間以上保持して熱処理を行い、
前記冷間圧延工程では、
前記熱処理材に対する冷間圧延と、被圧延材に再結晶が生じる温度よりも低い温度で行う焼鈍と、を所定回数交互に繰り返し行い、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である銅合金材を形成する銅合金材の製造方法が提供される。
【０１３６】
［付記５］
付記４の銅合金材の製造方法であって、好ましくは、
前記冷間圧延工程では、最後の焼鈍後に、最後の冷間圧延を６０％以上８０％以下の加工度で行う。
【０１３７】
［付記６］
付記４または５の銅合金材の製造方法であって、好ましくは、
前記冷間圧延工程が終了した後、前記冷間圧延材を３５０℃以上４５０℃以下の温度下で１０秒以上５分以下保持する熱処理を行う第２の熱処理工程をさらに有する。
【０１３８】
［付記７］
本発明のさらに他の態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である基材を有するリードフレームが提供される。
【０１３９】
［付記８］
本発明のさらに他の態様によれば、
０．２質量％以上０．６質量％以下の鉄と、０．０２質量％以上０．０６質量％以下のニッケルと、０．０７質量％以上０．３質量％以下のリンと、０．０１質量％以上０．２質量％以下のマグネシウムと、０．０５質量％より多く０．２質量％以下の錫と、を含有し、残部が銅および不可避不純物からなり、
導電率が７２％ＩＡＣＳ以上であり、０．２％耐力が５２０ＭＰａ以上であり、１５０℃の条件下で１０００時間加熱後の応力緩和率が２５％以下である導体部を有するコネクタが提供される。