(57)【要約】【課題】Ｐｂ、ＣｄやＢｅなどの元素を用いなくても引張強さと導電率とのバランスに優れ、しかも、製品バリエーションが豊かな金属薄帯を提供する。【解決手段】Ｃｕ及び残部が不純物からなるＡ相と、Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかからなるＢ相とで構成される薄帯であって、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占め、且つ、Ｂ相が薄帯中に層状又は島状に分散しており、しかも、その層状組織又は島状組織におけるＢ相の各層又は各島の厚さがそれぞれ１０μｍ以下である金属薄帯。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ及び残部が不純物からなるＡ相と、Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかからなるＢ相とで構成される薄帯であって、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占め、且つ、Ｂ相が薄帯中に層状又は島状に分散しており、しかも、その層状組織又は島状組織におけるＢ相の各層又は各島の厚さがそれぞれ１０μｍ以下であることを特徴とする金属薄帯。
【請求項２】
Ａ相が、Ｃｕの一部に代えて、質量％で、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕから選ばれる１種以上を合計で７％以下（０％を含まない）含有するＣｕ合金である請求項１に記載の金属薄帯。
【請求項３】
Ａ相が、Ｃｕの一部に代えて、質量％で、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有する請求項１又は２に記載の金属薄帯。
【請求項４】
Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかが、質量％で、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有する請求項１から３までのいずれかに記載の金属薄帯。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれかに記載の異なるＣｕ合金の組合せであるＡ１〜Ａｍの相からなるＡ相と、請求項１及び３に記載の異なる合金の組合せであるＢ１〜Ｂｎ相からなるＢ相とで構成される薄帯であって、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占め、且つ、Ｂ相が薄帯中に層状又は島状に分散しており、しかも、その層状組織又は島状組織におけるＢ相の各層又は各島の厚さがそれぞれ１０μｍ以下であることを特徴とする金属薄帯。
ここで、ｍとｎは２以上の整数である。
【請求項６】
Ａ相が薄帯を構成する最も外側の少なくとも１面に存在することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の金属薄帯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、リードフレーム、端子、コネクターやばねなどの電気電子部品に用いられる金属薄帯に関し、特に、環境保全の立場から使用を制限されることが多いＰｂ、ＣｄやＢｅなどの元素を用いることなく、導電性との関係において従来のものより高い引張強さを有する高強度、高導電性の金属薄帯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リードフレーム、端子、コネクター、ばねなどの電気電子部品に用いられる金属材料としては、Ｂｅの時効析出による強化を狙ったＣｕ−Ｂｅ合金が知られている。この合金は、室温での引張強さと導電性において卓越した特性を具備するので、ばね用材料など多く分野で使用されている。しかしながら、Ｃｕ−Ｂｅ合金の製造工程及びこの合金を各種部品へ加工する工程において、Ｂｅ酸化物の生成を避けられない。
【０００３】
ＢｅはＰｂ、Ｃｄに次いで環境を汚染する元素であり、上記の製造工程や加工工程においては、Ｂｅ酸化物の処理工程を設ける等、製造コストを上昇させ、更に、電気電子部品のリサイクル過程でも問題となる。したがって、Ｃｕ−Ｂｅ合金は、昨今の環境問題に照らしたときに、非常に問題の多い材料と言っても過言ではない。このため、Ｐｂ、ＣｄやＢｅなどの環境を汚染する元素を用いることのない、地球環境に優しい高強度で高導電性の材料の出現が待望されている。
【０００４】
しかし、引張強さ（以下、その記号をＴＳとする）と導電性（つまり導電率）とを同時に高めることは極めて困難であり、したがって、世の中の要求は、上記のいずれかの特性を重視するものが多い。このことは、例えば、実際に製造されている伸銅品の各種特性が記載された非特許文献１にも示されるところである。
【０００５】
図１は、各種合金の「ＭＰａ」単位での引張強さと「％ＩＡＣＳ」単位での導電率との関係の一例を示す図である。この図１においては、導電率の記号をＩＡＣＳとし、「％ＩＡＣＳ」単位での導電率を「％」で表した。以下同様に、本発明における説明では、導電率の記号をＩＡＣＳとし、「％ＩＡＣＳ」単位での導電率を「％」で表すこととする。
【０００６】
なお、「ＩＡＣＳ」とは「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｎｎｅａｌｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ」の略号であり、「％ＩＡＣＳ」単位での導電率とは、多結晶のいわゆる「純Ｃｕ」を焼鈍した標準試料の導電率（すなわち、抵抗率である１．７２×１０−２μΩ・ｍの逆数）を１００％とした場合の供試試料の導電率を％単位で表したものである。
【０００７】
図１における「▽」印は、非特許文献１に記載された商用材のうちで、Ｐｂ及びＢｅのいずれをも含まないＣｕ合金の引張強さと導電率との関係を整理したものである。図１に示すように、従来のＰｂ及びＢｅのいずれをも含まないＣｕ合金の場合には、例えば、導電率が６０％以上の領域では、その引張強さは高々６５０ＭＰａ程度と低く、引張強さが８００ＭＰａ以上の領域では、その導電率は高々２０％程度と低い。
【０００８】
このように、Ｃｕ合金がＰｂとＢｅのいずれをも含まない場合は、引張強さ及び導電率のいずれか一方のみの性能が高いものがほとんどで、しかも、導電率が１０％程度であっても、引張強さが１０００ＭＰａ以上という高強度のものは皆無に等しい。
【０００９】
なお、特許文献１に、コルソン系と呼ばれるＮｉ２Ｓｉ  を析出させたＣｕ合金が開示されている。この特許文献１で提案されたコルソン系合金は、その引張強さが７５０〜８２０ＭＰａで導電率が４０％程度であり、ＢｅやＰｂ、Ｃｄなどの環境を汚染する元素を含まない合金の中では、比較的、引張強さと導電率とのバランスがよいものである。
【００１０】
しかしながら、上記のコルソン系合金の場合、その高強度化及び高導電率化（つまり、高導電性化）のいずれにも限界があり、製品バリエーションの観点で問題が残るものである。すなわち、この合金は、Ｎｉ２Ｓｉ  の析出によって時効硬化を図ったものであるが、Ｎｉ及びＳｉの含有量を低減して導電率を高めると、引張強さが著しく低下してしまう。一方、Ｎｉ２Ｓｉ  の析出量を増すためにＮｉ及びＳｉの含有量を増やしても、引張強さの上昇に限界があるばかりか、導電率が著しく低下してしまう。このように、コルソン系合金は、引張強さが高い領域及び導電率が高い領域での引張強さと導電率のバランスが悪く、ひいては製品バリエーションが狭いものである。
【００１１】
これは、次の理由による。すなわち、合金の電気抵抗（又は、その逆数である導電率）の値は、電子散乱によって決定されるものであり、合金中に固溶した元素の種類によって大きく変動する。ここで、合金中に固溶したＮｉは、電気抵抗値を著しく上昇させる（導電率を著しく低下させる）ので、上記のコルソン系合金では、Ｎｉを増量すると導電率が低下してしまう。一方、Ｃｕ合金の引張強さは、時効硬化作用により得られるものであるが、その値は析出物の量とその析出状況（分散状況）に依存し、析出物の量が多いほど、また、析出物が微細に分散するほど、引張強さの向上への寄与は大きい。上記のコルソン系合金の場合、析出粒子はＮｉ２Ｓｉ  のみであるため、析出量の面でも、析出状況の面でも限界があり、高強度化に限界がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６１−２５０１３４号公報
【非特許文献１】
伸銅品データブック、ｐ．３２８〜３５５、編者：日本伸銅協会伸銅品データブック編集委員会、発行日：平成９年８月１日、発行所：日本伸銅協会
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、その目的は、環境保全の立場からＰｂ、ＣｄやＢｅなどの元素を用いることなく、導電性との関係において従来のものより高い引張強さを有するとともに、製品バリエーションが豊かな、高強度、高導電性の金属薄帯を提供することである。
【００１４】
なお、「導電性との関係において高い引張強さを有する」とは、図１において矢印で示す境界線よりも上部の領域にあることをいい、具体的には、下記の  （１）式を満足する状態を意味する。以下、この状態を「引張強さと導電率のバランスがよい状態」という。
【００１５】
ＴＳ≧３８３．９１＋５６４．２０×ｅｘｐ（−０．０１０×ＩＡＣＳ）・・・・・（１）、
ここで、  （１）式中のＴＳは引張強さ（ＭＰａ）を意味し、ＩＡＣＳは導電率（％）を意味する。
【００１６】
また、「製品バリエーションが豊かである」とは、製造条件を微調整することにより、上述の  （１）式を満たす範囲で、例えば、同じ成分の合金から、導電率が２０％以下の領域では１０００ＭＰａ以上の引張強さを有する薄帯、導電率が６０％以上の領域では８００ＭＰａ以上の引張強さを有する薄帯を提供できることを意味する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）〜（６）に示す金属薄帯にある。
【００１８】
（１）Ｃｕ及び残部が不純物からなるＡ相と、Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかからなるＢ相とで構成される薄帯であって、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占め、且つ、Ｂ相が薄帯中に層状又は島状に分散しており、しかも、その層状組織又は島状組織におけるＢ相の各層又は各島の厚さがそれぞれ１０μｍ以下であることを特徴とする金属薄帯。
【００１９】
（２）Ａ相が、Ｃｕの一部に代えて、質量％で、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕから選ばれる１種以上を合計で７％以下（０％を含まない）含有するＣｕ合金である上記（１）に記載の金属薄帯。
【００２０】
（３）Ａ相が、Ｃｕの一部に代えて、質量％で、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有する上記（１）又は（２）に記載の金属薄帯。
【００２１】
（４）Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかが、質量％で、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有する上記（１）から（３）までのいずれかに記載の金属薄帯。
【００２２】
（５）上記（１）から（３）までのいずれかに記載の異なるＣｕ合金の組合せであるＡ１〜Ａｍの相からなるＡ相と、上記（１）及び（３）に記載の異なる合金の組合せであるＢ１〜Ｂｎ相からなるＢ相とで構成される薄帯であって、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占め、且つ、Ｂ相が薄帯中に層状又は島状に分散しており、しかも、その層状組織又は島状組織におけるＢ相の各層又は各島の厚さがそれぞれ１０μｍ以下であることを特徴とする金属薄帯。ここで、ｍとｎは２以上の整数である。
【００２３】
（６）Ａ相が薄帯を構成する最も外側の少なくとも１面に存在することを特徴とする上記（１）から（５）までのいずれかに記載の高強度、高導電性薄帯。
【００２４】
なお、「Ｍ」をＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｔｌ及びＶのいずれかの金属元素とした場合、本発明でいう「Ｍ基合金」とは、その合金のベースとなる金属元素Ｍを５０％を超えて含む合金を指し、残部が不純物だけのいわゆる「純金属Ｍ」に近いものは含まない。
【００２５】
「Ａ相とＢ相とからなる薄帯中に、Ｂ相が層状に分散している」とは、Ａ相の群とＢ相の群とが、例えば「Ａ相の群／Ｂ相の群／Ａ相の群／Ｂ相の群／・・・」のように、交互に層をなして存在していることをいう。そして、Ａ相がＡ１〜Ａｍの相からなる場合、Ａ１〜Ａｍの各相はそれぞれ別の層を形成していてもよいし、同じ層を形成していてもよい。同様に、Ｂ相がＢ１〜Ｂｎの相からなる場合、Ｂ１〜Ｂｎの各相はそれぞれ別の層を形成していてもよいし、同じ層を形成していてもよい。つまり、「Ａ相とＢ相とからなる薄帯中に、Ｂ相が層状に分散している」とは、より具体的には、例えば、「Ａ１相／Ｂ１相／Ａ２相／Ｂ２相／・・・」でもよいし、「（Ａ１＋Ａ２）相／Ｂ１相／Ａ３相／（Ｂ２＋Ｂ３）相／・・・」でもよく、また、「Ａ１相／Ｂ１相／Ｂ２相／Ｂ３相／Ａ２相／Ａ３相／Ｂ４相／・・・」などでもよい。
【００２６】
また、「Ａ相とＢ相とからなる薄帯中に、Ｂ相が島状に分散している」とは、例えば、Ｂ相が分断されて、断面から観察するとＢ相の層がとぎれているような状態をいう。ここで、Ｂ相がその中に島状に分散するＡ相がＡ１〜Ａｍの相からなる場合、Ａ１〜Ａｍの各相はそれぞれ別の層を形成していてもよいし、同じ層を形成していてもよい。同様に、Ａ相中に島状に分散するＢ相がＢ１〜Ｂｎの相からなる場合、Ｂ１〜Ｂｎの各相はそれぞれ別の層を形成していてもよいし、同じ層を形成していてもよい。
【００２７】
「Ａ相が薄帯を構成する最も外側の少なくとも１つの面に存在する」とは、薄帯中にＢ相が「層状に分散している」場合、つまり、Ａ相とＢ相が層状に存在している場合には、「Ａ相の群／Ｂ相の群／Ａ相の群／Ｂ相の群／・・・／Ｂ相の群」又は、「Ａ相の群／Ｂ相の群／Ａ相の群／Ｂ相の群／・・・／Ｂ相の群／Ａ相の群」のように層をなして存在していることをいう。なお、薄帯中にＢ相が「島状に分散している」場合、Ａ相は必ず薄帯を構成する最も外側の少なくとも１つの面に存在することとなる。
【００２８】
以下、上記（１）〜（６）の高強度、高導電性薄帯に係る発明をそれぞれ（１）〜（６）の発明という。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前記した目的を達成するために種々検討を行った。その結果、特定のＣｕ合金（Ｃｕ及び残部が不純物からなる、いわゆる「純Ｃｕ」に近いものをも含む。以下の説明においても同様である）を体積割合で特定量含む薄帯の導電性は高く、Ｃｕ以外の特定の金属元素Ｍがベースとなる強度の大きいＭ基合金と前記Ｃｕ合金との複合薄帯とすれば、環境保全の立場からＰｂ、ＣｄやＢｅなどの元素を用いることなく、高強度と高導電性とを具備した金属薄帯を得ることができるとの結論に達した。
【００３０】
前記（１）〜（６）の本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
【００３１】
以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「質量％」を意味する。
【００３２】
（Ａ）Ａ相の化学組成と薄帯中でのＡ相の体積割合について
本発明は、Ａ相とＢ相とから構成される複合薄帯のＡ相にＣｕ合金を用いて良好な導電性を確保させるものであるが、Ｃｕ合金からなるＡ相が薄帯の体積の１０％未満の場合には十分な導電性が得られず、一方、Ａ相が薄帯の体積の８０％を超える場合には、Ｂ相に高強度の合金を用いても十分な強度を確保することができず、したがって、いずれの場合にも前記  （１）式を満たすことができない。このため、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占めるものとした。
【００３３】
Ａ相を形成するＣｕ合金は、ＢｅやＰｂ、Ｃｄなどの環境を汚染する元素を含まない合金であればよいが、極めて良好な導電性を得るためには、ベースとなるＣｕと残部が不純物である、いわゆる「純Ｃｕ」に近いものが好ましい。このため（１）の発明においては、Ａ相はＣｕ及び残部が不純物からなるものとした。
【００３４】
なお、Ａ相が、Ｃｕの一部に代えて、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕから選ばれる１種以上を含有しておれば、薄帯の強度を高めることができる。しかし、上記元素の１種以上を多量に添加しても、強度上昇効果が飽和するうえに、導電率が小さくなって導電性の低下をきたす。特に、上記元素の１種以上を合計で７％を超えて含有させると、導電性の低下が著しくなる。したがって、（２）の発明においては、Ａ相を、Ｃｕの一部に代えて、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕから選ばれる１種以上を合計で７％以下（０％を含まない）含有するＣｕ合金とした。強度を高めるためにＣｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕから選ばれる１種以上を添加する場合、その合計含有量は０．００１％以上であることが好ましい。なお、（２）の発明におけるＣｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｂ、Ｂｉ、Ｎｂ及びＡｕの合計含有量を０％とした場合が（１）の発明である。
【００３５】
上記Ａ相を構成するＣｕ合金はいずれも、Ｃｕの一部に代えて、脱酸のために２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有するものであってもよい。
【００３６】
したがって、（３）の発明においては、Ａ相を構成するＣｕ合金が、Ｃｕの一部に代えて、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有するものとした。脱酸のために２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を添加する場合、その合計含有量は０．０５％以上であることが好ましい。なお、（３）の発明における２Ａ族及び３Ａ族の合計含有量を０％とした場合が（１）の発明又は（２）の発明である。
【００３７】
（Ｂ）Ｂ相について
（Ｂ−１）Ｂ相の化学組成について
本発明においては、Ａ相とＢ相とから構成される複合薄帯に良好な強度を確保させるために、Ｂ相としてＦｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかを用いる。なお、「Ｍ」をＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｔｌ及びＶのいずれかの金属元素とした場合、「Ｍ基合金」が、その合金のベースとなる金属元素Ｍを５０％を超えて含むものを指し、残部が不純物だけのいわゆる「純金属Ｍ」に近いものは含まないことは既に述べたとおりである。
【００３８】
なお、複合薄帯に良好な強度を確保させるという目的からすれば、工業的に最も広く使用されているＦｅ基合金、特に、鋼をＢ相に用いるのがよい。
【００３９】
具体的な鋼の例としては、２％以下のＣ、２．５％以下のＭｎ及び１．０％以下のＳｉを含有し残部はＦｅと不純物からなるものが挙げられる。なお、必要に応じて、０．２％以下のＮ、１０％以下のＣｒ、５％以下のＮｉ、１．０％以下のＣｕ、１０％以下のＭｏ、７％以下のＶ、２０％以下のＷ、２０％以下のＣｏ及び２％以下のＡｌから選ばれた１種以上を含有するものや、上記の各元素に加えて更に、必要に応じて、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＺｒから選ばれた１種以上を合計で２％以下を含有するものも挙げられる。
【００４０】
具体的な鋼の別の例としては、ステンレス鋼が挙げられる。Ｂ相にステンレス鋼を用いることで、複合薄帯に耐食性を付与することができる。このため、薄帯に良好な耐食性が併せて要求される場合には、Ｂ相にステンレス鋼を用いるのがよい。なお、ステンレス鋼としては、１０〜３０％のＣｒを含有するものが挙げられ、必要に応じて、３０％以下のＮｉ、１６％以下のＣｏ、７％以下のＭｏ、１％以下のＷ、３％以下のＭｎ、４％以下のＳｉ、７％以下のＣｕ、０．２％以下のＮ、１．０％以下のＣ及び０．５％以下のＰを含有するものや、上記の各元素に加えて更に、必要に応じて、０．５％以下のＮｂ、０．５％以下のＴｉ、０．５％以下のＺｒ及び０．７％以下のＶから選ばれた１種以上を合計で２％以下を含有するものも挙げられる。
【００４１】
Ｂ相には、上記のＦｅ基合金に加えて、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかを用いることもできる。
【００４２】
上述のＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｔｌ及びＶの金属元素は、前述のように薄帯に良好な強度を確保させるものであるが、Ｃｕへの固溶度が小さいのでＡ相との接合時にＣｕに固溶して導電率を下げる作用が小さく、したがって、薄帯の良好な導電性を低下させることがない。
【００４３】
なお、Ｆｅ基合金の例については既に述べたとおりであるが、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金については、ベースとなる元素以外の合金元素は、上記のＦｅからＶまでの中から選んだ合金であることが好ましい。
【００４４】
上記Ｂ相を構成するＦｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金はいずれも、脱酸のために２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有するものであることが好ましい。
【００４５】
したがって、（４）の発明においては、Ｂ相を構成するＦｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｃｒ基合金、Ｍｎ基合金、Ｍｏ基合金、Ｎｂ基合金、Ｔａ基合金、Ｔｉ基合金、Ｔｌ基合金及びＶ基合金のいずれかが、２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を合計で３％以下（０％を含まない）含有するものとした。脱酸のために２Ａ族及び３Ａ族から選ばれた１種以上の元素を添加する場合、その合計含有量は０．０５％以上であることが好ましい。なお、（４）の発明における２Ａ族及び３Ａ族の合計含有量を０％とした場合が（１）の発明である。
【００４６】
（Ｂ−２）Ｂ相の各厚さについて
近年、携帯電話などの携帯機器では、軽量化のためにコネクター類を薄肉化することが行われ、素材に対する一層の高強度化と高導電化が要求されている。上記コネクター類の素材となる薄帯の典型的な厚さは１００〜２００μｍである。
また、自動車の電装部品においても全く同様の状況で、電装部品の総点数は年々倍増しているが、その総重量の増加は燃費を低下させて地球環境を悪化させるので、燃費向上のために車体総重量を軽量化するという観点から導電薄帯素材の薄肉化が急速に進められている。そして、上記自動車の電装部品の素材となる薄帯の典型的な厚さも１００μｍ程度である。
【００４７】
このように、携帯機器や自動車電装部品における素材の厚さは１００μｍ前後であるが、その素材を構成する前述のＡ相とＢ相とからなる複合薄帯のＢ相の各厚さが１０μｍを超えると、たとえＡ相を形成するＣｕ合金の体積が薄帯の１０〜８０％を占める場合であっても、前記  （１）式を満たす強度と導電率との良好なバランスを確保することができない。したがって、本発明においては、薄帯中に層状又は島状に分散しているＢ相の、層状組織における各層の厚さ又は島状組織における各島の厚さを、それぞれ１０μｍ以下とした。
【００４８】
前記Ｂ相の各厚さは薄い方が高強度が得られるため、１μｍ以下とすることが好ましく、１００ｎｍ以下であれば更に好ましい。Ｂ相の各厚さが２０ｎｍ以下あれば極めて好ましい。なお、Ｂ相の各厚さは薄いほど好ましいが製造コストが嵩むため１ｎｍ程度を下限値とするのがよい。
【００４９】
（Ｃ）Ｂ相の薄帯中での分散について
（Ａ）項で述べた化学組成を有するＡ相及び（Ｂ）項で述べた化学組成と厚さとを有するＢ相で構成された薄帯中に、Ｂ相が層状又は島状に分散している場合に、強度と導電性とをともに高めることができる。したがって、（１）の発明においてはＢ相が薄帯中に層状又は島状に分散していることとした。
【００５０】
同様に、Ａ相が前記（Ａ）項で述べた異なるＣｕ合金の組合せであるＡ１〜Ａｍの相からなり、Ｂ相が前記（Ｂ）項で述べた異なる合金の組合せでそれぞれ厚さが１０μｍ以下のＢ１〜Ｂｎ相の相からなる薄帯中に、Ｂ相が層状又は島状に分散している場合に、強度と導電性とをともに高めることができる。したがって、（５）の発明においてもＢ相が薄帯中に層状又は島状に分散していることとした。
【００５１】
なお、（５）の発明におけるｍとｎは２以上で、しかも「ｍ＞ｎ」の関係にある整数であることが望ましいが、必ずしもその限りではない。
【００５２】
（Ｄ）薄帯中でのＡ相の配置について
本発明に係る金属薄帯においては、電気的な接点となる薄帯の最も外側の少なくとも１つの面にはＡ相を配置するのがよい。こうした配置によって導電性を高めることができる。したがって、（６）の発明においては、Ａ相が薄帯を構成する最も外側の少なくとも１つの面に存在することとした。なお、薄帯中にＢ相が「島状に分散している」場合、Ａ相は必ず薄帯を構成する最も外側の少なくとも１つの面に存在することとなるが、そこにおけるＡ相の割合はできるだけ多い方がよく、前記の面におけるＡ相の面積率は５０％以上であることが好ましい。Ａ相の面積率が５０％を下回る面には、例えばＡｕ、Ｃｕ及びＡｇなどの高導電性材料を薄くメッキしてもよい。
【００５３】
本発明に係る金属薄帯は、例えば次のようにして製造することができる。
【００５４】
すなわち、Ａ、Ｂ両相の所定の厚さを有する板材を所定の枚数交互に重ね合わせてＣｕの融点の絶対温度である１３５６Ｋの約１／２〜１／３である４００〜２００℃で圧延し、両相を接合する。ある程度の厚さまで圧延した後、これらを再び重ね合わせて同様に圧延する。なお、圧延に際しては酸化皮膜の生成を防止して両相の接合を容易にするために端面を封止するのが好ましく、別の材料からなる箱に真空封入するのがより好ましい。ここで、端面を封止したり箱に真空封入する場合には、次工程に進む前に酸洗等によって封止材を除去する必要がある。このため、端面の封止材や真空封入するための箱の材料は、例えば軟鋼のような、Ａ、Ｂ両相よりも酸洗で除去しやすい材料を選定すればよい。
【００５５】
上記の圧延処理を繰り返すことによって、容易に各相の厚さを１μｍ以下にすることができる。各相の厚さは薄い方が高強度が得られるので、その厚さは１μｍ以下とすることが好ましい。なお、１００ｎｍ以下とすれば一層好ましく、２０ｎｍ以下とすれば極めて好ましい。各相の厚さは薄いほど好ましいが、製造コストが嵩むため１ｎｍ程度を下限値とするのがよい。
【００５６】
本発明に係る金属薄帯は、例えば次のようにして製造することもできる。
【００５７】
すなわち、最終的に得られる複合板の平均組成となるように原料を調合して鋳造法によって素材を作製し、この素材を前述のようにして圧延する方法である。
鋳造法によって素材を作製する場合は、両相がより細かく分離分散するように急冷凝固するとともに鋳型を振動する等の処置を講ずるのが好ましい。なお、凝固速度は１℃／秒以上とするのが好ましく、１０℃／秒以上とすれば一層好ましい。鋳造は連続鋳造法で行うのが好ましいが、ストリップキャスティングや大きな凝固速度が得られる金型鋳造でもよい。鋳造によって得られた素材は所望の特性を付与するために、必要に応じて熱処理を行ってもよい。
【００５８】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
【００５９】
【実施例】
表１に示す化学組成のＡ相を構成するためのＣｕ合金板Ａ１〜Ａ１４及び表２に示す化学組成のＢ相を構成するための各種合金板Ｂ１〜Ｂ１２を、それぞれ通常の方法で作製した。
【００６０】
次いで、「Ａ相／Ｂ相／Ａ相／・・・・・／Ｂ相／Ａ相」となるようにＡ相とＢ相を交互に重ね合わせ、軟鋼製の箱に真空封入してから通常の方法で１００〜４００℃に加熱して温間圧延し、Ａ、Ｂ両相を接合した。次いで、通常の方法で酸洗して軟鋼部分を除去し、長さ約１００ｍｍ、幅約５０ｍｍに切断した。このようにして得たものを更に重ね合わせ、上記と同様にして軟鋼製の箱への真空封入、圧延、酸洗及び切断の処理を繰り返し、複合薄帯を製造した。
【００６１】
なお、Ａ相を構成するためのＣｕ合金板がＡ１２及びＡ１３のものは、Ｂ相を構成するための各種合金板がＢ１〜Ｂ１２のいずれの場合にも、前記の温間圧延で割れを生じたのでその時点で薄帯の作製をうち切った。
【００６２】
次いで、上記のようにして得たＡ相を構成するためのＣｕ合金板がＡ１２及びＡ１３のものを除いた薄帯について、その引張特性と導電性を調査した。
【００６３】
すなわち、上記の各薄帯からＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に規定された１３Ｂ号引張り試験片を採取して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に規定された方法によって、室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）を求めた。
【００６４】
また、上記の各薄帯から幅が１０ｍｍで長さが６０ｍｍの試験片を採取し、試験片の長手方向に電流を流して試験片の両端の電位差を測定し、４端子法により電気抵抗を求めた。続いてマイクロメータで計測した試験片の体積から、単位体積当たりの電気抵抗（抵抗率）を算出し、多結晶のいわゆる「純Ｃｕ」を焼鈍した標準試料の抵抗率である１．７２×１０−２μΩ・ｍとの比から導電率（ＩＡＣＳ）を求めた。
【００６５】
【表１】
2005029829.tif 000002
【００６６】
【表２】
2005029829.tif 000003
【００６７】
（実施例１）
Ａ相を構成するためのＣｕ合金Ａ１〜Ａ１１及びＡ１４の板の厚さとＢ相を構成するための合金Ｂ１の板の厚さを種々変えることによって、薄帯中のＡ相の体積割合を変化させ、室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）を求めた。
【００６８】
なお、Ａ相とＢ相を交互に合計で５０４１層積層して、薄帯の厚さを０．１ｍｍとした。
【００６９】
また、Ａ相を構成するためのＣｕ合金Ａ１〜Ａ１１及びＡ１４及びＢ相を構成するための合金Ｂ１のそれぞれについて単独で厚さ０．１ｍｍの板を作製し、この板について室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）を求めた。
【００７０】
結果の一例として、表３に、Ａ相を構成するためのＣｕ合金にＡ３を用いた場合の薄帯中のＡ相の体積割合が引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）に及ぼす影響を示す。なお、表３には、Ａ３とＢ１の厚さ０．１ｍｍの板の引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）も併せて示した。
【００７１】
また、図１に、この実施例１で用いた薄帯の引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）の関係を整理して示す。この図１において「●」印は本発明に係る薄帯（図１では「本発明」と記載）についてプロットしたものであり、「×」印は本発明の条件から外れる薄帯（図１では「比較例」と記載）についてプロットしたものである。なお、既に述べたように、図１には非特許文献１に記載された商用材のうちで、Ｐｂ及びＢｅのいずれをも含まないＣｕ合金について整理した結果を「▽」印で併記した。
【００７２】
【表３】
2005029829.tif 000004
【００７３】
表３から明らかなように、薄帯に占めるＡ相の体積割合が増加するとＡ相の特性に近づき、一方、薄帯に占めるＡ相の体積割合が減少してＢ相の体積割合が増加するとＢ相の特性に近づく。このように、Ａ相が薄帯の体積の１０〜８０％を占める場合に、高強度、高導電性という所望の特性が確保できることが明らかである。
【００７４】
（実施例２）
Ａ相を構成するためのＣｕ合金がＡ３である板と、Ｂ相を構成するための合金がＢ１である板を用い、同じ厚みのＡ相とＢ相の板を交互に積層して２つの最も外側の面がＡ相になるように構成し、積層数を変えることで厚さが０．１ｍｍの薄帯を得、Ｂ相の各厚さが室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）に及ぼす影響を調査した。
【００７５】
上記の調査結果を表４に示す。なお、表４における「Ｂ相の厚さ」欄は、薄帯中に層状又は島状に分散しているＢ相の、層状組織における各層の厚さ又は島状組織における各島の厚さを示す。
【００７６】
【表４】
2005029829.tif 000005
【００７７】
表４から、薄帯の厚さを０．１ｍｍと一定にするとともに、同じ厚みのＡ相とＢ相の板を交互に積層して２つの最も外側の面がＡ相になるような構成で積層数を変えた場合、Ｂ相の各厚みが１０μｍ以下の条件を満たせば、高強度、高導電性という所望の特性が確保できることが明らかである。
【００７８】
なお、Ａ相に比べＢ相は延性に乏しいために、Ｂ相はその各厚さが小さくなると層構造を保てず破断した組織、つまり、島状に微細分散した組織になってしまう。このため、Ｂ相の各厚さが薄いほど薄帯の引張強さは高くなる。一方、導電率はＣｕ合金の体積割合に依存しているため大きな影響はない。
【００７９】
（実施例３）
Ａ相を構成するためのＣｕ合金が表５に記載のＡ１４−１〜Ａ１４−７である板と、Ｂ相を構成するための合金がＢ１である板を用い、薄帯中のＡ相とＢ相の体積割合が５０％ずつ、Ｂ相の各厚さが約２０ｎｍになるように、Ａ相とＢ相を交互に合計で５０４１層積層して厚さが０．１ｍｍの薄帯を得、脱酸のために添加した２Ａ族又は３Ａ族の元素が室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）に及ぼす影響を調査した。
【００８０】
上記の調査結果を表５に併せて示す。
【００８１】
【表５】
2005029829.tif 000006
【００８２】
表５から、Ｃｕ合金に２Ａ族又は３Ａ族の元素を添加して脱酸すると、Ｃｕに固溶したＯ（酸素）を除去できるため導電率が若干向上するが、添加量が増えると逆に２Ａ族又は３Ａ族の元素が固溶したりそれらの元素の化合物の生成が顕著になり、特に、Ｃｕ合金に添加する２Ａ族又は３Ａ族の元素の含有量が３％を超えると高強度、高導電性という所望の特性が確保できなくなることが明らかである。
【００８３】
（実施例４）
Ａ相を構成するためのＣｕ合金がＡ１〜Ａ１１及びＡ１４である板と、Ｂ相を構成するための合金がＢ１〜Ｂ１２である板を用い、薄帯中のＡ相とＢ相の体積割合が５０％ずつ、Ｂ相の各厚さが約２０ｎｍになるように、Ａ相とＢ相を交互に合計で５０４１層積層して厚さが０．１ｍｍの薄帯を得、Ａ相を構成するためのＣｕ合金とＢ相を構成するための合金が室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）に及ぼす影響を調査した。
【００８４】
上記の調査結果を表６〜９に示す。
【００８５】
また、前記の図１に、この実施例４で用いた薄帯の引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）の関係を整理して併記した。
【００８６】
既に述べたとおり、この図１において「●」印は本発明に係る薄帯（図１では「本発明」と記載）についてプロットしたもの、「×」印は本発明の条件から外れる薄帯（図１では「比較例」と記載）についてプロットしたものであり、また、「▽」印は、非特許文献１に記載された商用材のうちで、Ｐｂ及びＢｅのいずれをも含まないＣｕ合金について整理したものである。
【００８７】
【表６】
2005029829.tif 000007
【００８８】
【表７】
2005029829.tif 000008
【００８９】
【表８】
2005029829.tif 000009
【００９０】
【表９】
2005029829.tif 000010
【００９１】
表６〜９から、本発明で規定する条件の合金で構成された薄帯は、高強度、高導電性という所望の特性が確保できることが明らかである。
【００９２】
（実施例５）
表１０に示すＡ相とＢ相の合金の組合せで、薄帯中のＡ相とＢ相の体積割合が５０％ずつ、Ｂ相の各厚さが約２０ｎｍになるように、Ａ相とＢ相を交互に合計で５０４０層積層して厚さが０．１ｍｍの薄帯を得、Ａ相を構成するためのＣｕ合金とＢ相を構成するための合金の組合せが室温（２５℃）での引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）に及ぼす影響を調査した。
【００９３】
上記の調査結果を表１０に併せて示す。
【００９４】
【表１０】
2005029829.tif 000011
【００９５】
表１０から、Ａ相とＢ相の組み合わせを変えても、Ａ相とＢ相の合金の組合せが本発明で規定する条件を満たす薄帯は、高強度、高導電性という所望の特性が確保できることが明らかである。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｐｂ、ＣｄやＢｅなどの元素を用いなくても引張強さと導電率とのバランスに優れ、しかも、製品バリエーションが豊かな高強度、高導電性の金属薄帯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（実施例１）及び（実施例４）で用いた薄帯及び非特許文献１に記載された商用材のうちで、Ｐｂ及びＢｅのいずれをも含まないＣｕ合金について、引張強さ（ＴＳ）と導電率（ＩＡＣＳ）の関係を整理して示す図である。
【図１】
2005029829.tif 000012