铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法
【技术领域】 本发明涉及一种作为使用于例如家电、半导体装置用引线框架等的半导体元件、印刷 电路板等的电气电子元件材料、开闭器元件、汇流条和连接器等的机构元件或产业用设备 等的铜合金板条优选的铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法。 本申请主张基于2013年8月9日在日本申请的专利申请2013-167045号及2014年6月4日 在日本申请的专利申请2014-116287号的优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】 作为上述各种用途的铜合金，以往通用含有Fe与P的Cu-Fe-P系的铜合金。作为Cu-Fe-P 系的铜合金，例示有一种铜合金(CDA19400合金），其包含2.1质量％以上且2.7质量％以下 的Fe、0.015质量％以上且0.15质量％以下的P、0.05质量％以上且0.20质量％以下的Zn。另 外，该CDA19400合金是由CDA(Copper Development Association，铜开发协会）规定的国际 标准合金。 在此，上述CDA19400合金为在铜母相中使Fe或Fe-P等的金属间化合物析出的析出强化 型合金，且强度、导电性及导热性优异，因此在各种用途中广泛地使用。 近年，随着Cu-Fe-P系的铜合金的用途扩大、或电气、电子设备的轻量化、薄壁化和小型 化等，对于CDA19400合金，也要求更高的强度、导电性和优异的弯曲加工性。 并且，上述引线框架或连接器等通过蚀刻或冲压铜合金薄板而制造。在此，对由 CDA19400合金等构成的铜合金薄板进行冲压加工时，存在模具的磨损严重、在短时间的使 用中必须更换模具这种问题。 因此，例如专利文献1、2中提出有，为了抑制在热乳工序中的破裂且提高耐冲压模具磨 损性等的诸特性，而在Cu-Fe-P系合金中添加 C。并且，提出为了提高Cu-Fe-P系合金的强度 等的诸特性，而添加 Mg等。 专利文献1:日本专利公开平11-323464号公报 专利文献2:日本专利公开平11-350055号公报 然而，由Cu-Fe-P系合金构成的铜合金中，在乳制铸锭来制造铜合金薄板时，产生较多 表面缺陷。若存在上述表面缺陷，则因制造产率大幅地降低，存在铜合金薄板的制造成本大 幅地上升这种问题。 并且，对由上述Cu-Fe-P系合金构成的铜合金薄板进行冲压加工、蚀刻加工或镀银时， 有时因粗大的铁合金粒子而产生不平滑的形状不良。
【发明内容】
本发明是鉴于所述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种在Cu-Fe-P系合金中，可 抑制表面缺陷及形状不良的产生的铜合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法。 为了解决该课题，本发明人等进行深入研究的结果，明确了产生于CDA19400合金等的 Cu-Fe-P系合金的表面缺陷及形状不良是通过含有Fe与C的铁合金粒子露出于铜合金薄板 的表面而形成的。 并且，明确了当铜合金熔融液中C存在一定量以上时，以Fe为主成分并含有C的液相与 以Cu为主成分的液相进行液相分离，从而在铸锭内生成粗大的Fe-C结晶物。并且得到如下 见解：因生成于铸锭内的粗大的Fe-C结晶物而生成露出于铜合金薄板的表面的铁合金粒 子。 本发明是根据这种见解而完成的，本发明的第一方式所涉及的铜合金含有1.5质量％ 以上且2.7质量％以下的Fe、0.008质量％以上且0.15质量％以下的P及0.01质量％以上且 0.5质量％以下的Zn，剩余部分为Cu及不可避免的杂质，作为所述不可避免的杂质所包含的 C的含量小于3质量ppm。 在该结构的铜合金中，作为不可避免的杂质的C的含量被控制在小于3质量ppm。如上所 述，因 C为具有促进以Fe为主成分并含有C的液相与以Cu作为主成分的液相的液相分离的作 用的元素，从而若该C的含量越多，则在铸锭内容易生成粗大的Fe-C结晶物。因此，通过将C 的含量如上述所述那样限制，可抑制粗大的Fe-C结晶物的产生，可将由铁合金粒子引起的 表面缺陷大幅降低。并且，可抑制因粗大的Fe-C结晶物而引起的制品的形状不良。 在此，本发明的铜合金中，进一步可以含有0.003质量％以上且0.5质量％以下的Ni和 0.003质量％以上且0.5质量％以下的Sn中的任一者或两者。 此时，通过Ni或Sn固溶于Cu的母相中，可实现Cu-Fe-P系铜合金的强度提高。 而且，本发明的铜合金中，进一步可在0.0007质量％以上且0.5质量％以下的范围内含 有1%、0&、31'、1^1、稀土类元素、21'、3;[、41、136、11和&3中的至少一种或两种以上。 此时，通过Mg、Ca、Sr、Ba、稀土类元素、Zr、Si、A1、Be、Ti和Co这种元素，可实现Cu-Fe-P 系合金的强度提高及耐冲压模具磨损性的提高。 并且，本发明的铜合金中，进一步优选作为所述不可避免的杂质所包含的Μη的含量为 20质量ppm以下、Ta的含量为1质量ppm以下。 Mn、Ta这种元素，如上述所述那样铜合金熔融液进行液相分离时，含于以Fe为主成分并 含有C的液相中，有促进液相分离的倾向。因此，若含有较多的不可避免的杂质的Μη及Ta，则 有可能在铸锭内容易生成粗大的Fe-C结晶物。因此，通过规定Μη的含量设为20质量ppm以 下，Ta的含量设为1质量ppm以下，能够可靠地抑制粗大的Fe-C结晶物的产生。 本发明的第二方式所涉及的铜合金薄板，其为由前述铜合金构成的铜合金薄板，通过 包含Fe与C的铁合金粒子露出于表面而形成的长度200μπι以上的表面缺陷为5个/m2以下。进 一步优选长度200μπι以上的表面缺陷设为2个/m 2以下，最优选设为小于1个/m2。 并且，本发明的铜合金薄板中，薄板的厚度设为0.5mm以下。 根据该结构的铜合金薄板，由不可避免的杂质的C的含量抑制得较低的铜合金构成，因 此可抑制包含Fe与C的铁合金粒子的产生，并可抑制因该铁合金粒子引起的表面缺陷的产 生。并且，可抑制因粗大的Fe-C结晶物引起的制品的形状不良。而且，通过将长度200μπι以上 的表面缺陷设为5个/m 2以下，可显著地降低在进行冲压加工、蚀刻加工或镀银时所产生的 制品不良率。尤其，铜合金薄板的板厚为0.5mm以下时，若存在200μπι以上的表面缺陷，则有 可能在厚度方向也有缺陷生长，例如在进行冲压加工、蚀刻加工等的用于赋予微细形状的 加工时，将成为不良的原因。从上述观点来看，铜合金薄板的板厚为0.2_以下时，更能发挥 本发明的效果。若考虑铜合金薄板的制造成本与所得到的效果，则优选的上述薄板的板厚 的下限值为0.05mm，但并不限定于此。 本发明的第三方式所涉及的铜合金的制造方法为前述铜合金的制造方法，具备如下工 序:熔解工序，熔解原料来生成铜合金熔融液;高温保持工序，将所述铜合金熔融液保持在 1300°C以上;及铸造工序，将保持在1300°C以上的所述铜合金熔融液供给到铸模内而得到 铸锭。 根据该结构的铜合金的制造方法，由于具备将铜合金熔融液保持在1300°C以上的高温 保持工序、及与将高温保持在1300°C以上的铜合金熔融液供给到铸模内而得到铸锭的铸造 工序，因此在铜合金熔融液中，可抑制以Fe为主成分并含有C的液相与以Cu为主成分的液相 进行液相分离，可抑制粗大的Fe-C结晶物的生成。因而，可将因铁合金粒子引起的表面缺陷 降低。并且，可抑制因粗大的Fe-C结晶物引起的制品的形状不良。 根据本发明，可提供一种可在Cu-Fe-P系合金中抑制表面缺陷及形状不良的产生的铜 合金、铜合金薄板及铜合金的制造方法。
【附图说明】 图1是表示铜合金薄板的表面缺陷的光学显微镜观察照片。 图2是表示本发明的实施方式的铜合金的制造方法的流程图。
【具体实施方式】 以下，对本发明的第一实施方式的铜合金进行说明。 本发明