铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用部件、端子、汇流条、引线框架的制作方法

本发明涉及一种适于端子、汇流条、引线框架等电子电气设备用部件的铜合金、由该铜合金构成的铜合金塑性加工材、电子电气设备用部件、端子、汇流条、引线框架。本技术主张基于2021年10月12日在日本技术的日本专利申请2021-167385号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

1、以往，在端子、汇流条、引线框架等电子电气设备用部件中使用导电性高的铜或铜合金。

2、近年来，电子设备、电气设备等有时在汽车的发动机舱等高温环境下使用，而且，存在负载大电流的倾向。

3、在此，为了应对大电流，在上述电子电气设备用部件中适用导电率优异的无氧铜等纯铜材料。然而，纯铜材料存在如下问题：表示由热引起的弹簧的塑性变形情况的耐应力松弛特性差，无法在高温环境下稳定地使用。

4、并且，端子尤其是母端子具有用于维持与公端子的连接的弹簧，但在高温环境下使用时，因蠕变现象而产生塑性变形，有可能使连接可靠性劣化。因此，要求弹簧具有表示塑性变形难度的耐应力松弛特性。

5、然而，耐应力松弛特性与强度处于权衡关系，难以兼顾两者。

6、因此，在专利文献1中公开了一种铜轧制板，其包含0.005质量％以上且小于0.1质量％的范围内的mg。

7、在专利文献1中记载的铜轧制板中，由于其具有如下组成：含有0.005质量％以上且小于0.1质量％的范围内的mg且剩余部分由cu及不可避免的杂质构成，因此通过使mg固溶于铜的母相中，能够提高强度、耐应力松弛特性而不会大幅降低导电率。

8、然而，近年来，随着上述电子电气用部件中使用的部件的小型化，要求所使用的铜材料在相同板厚下兼具高强度和高弯曲加工性。强度与弯曲加工性处于权衡关系，因此难以兼顾两者。

9、并且，上述电子电气用部件在比以往更严酷的高温环境下使用，要求进一步提高强度及耐应力松弛特性。

10、专利文献1：日本特开2016-056414号公报

技术实现思路

1、本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种具有高强度和优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用部件、端子、汇流条、引线框架。

2、为了解决此课题，本发明人等进行深入研究的结果，得到了以下见解。

3、利用作为添加元素的mg形成柯氏气团，实现位错的稳定化，由此能够维持强度并且提高耐应力松弛特性。而且，通过位错的稳定配置，避免应力集中，拉伸率得以改善。

4、而且，在通过mg使位错稳定化的情况下，进行低速拉伸试验时，在应力-应变曲线的塑性区域内出现刃型曲线(锯齿状)。

5、本发明是基于上述见解而完成的，本发明的一方式具有以下要件。

6、[1]一种铜合金，其特征在于，其具有如下组成：含有0.10质量％以上且2.6质量％以下的范围内的mg且剩余部分为cu及不可避免的杂质，

7、在应变速度1.0×10-6/s的低速拉伸试验中获得的应力-应变曲线的塑性变形区域内，刃型曲线的应变周期的平均值为0.01％以上且1.0％以下，刃型曲线的应力的高低差的平均值为0.1mpa以上且2mpa以下，且具有5个以上的应变周期为0.01％以上且1.0％以下且应力的高低差为0.1mpa以上且2mpa以下的刃型曲线。

8、根据该结构的铜合金，含有上述范围的mg，在应变速度1.0×10-6/s的低速拉伸试验中获得的应力-应变曲线的塑性变形区域内，刃型曲线的应变周期的平均值为0.01％以上且1.0％以下，刃型曲线的应力的高低差的平均值为0.1mpa以上且2mpa以下，且具有5个以上的应变周期为0.01％以上且1.0％以下且应力的高低差为0.1mpa以上且2mpa以下的刃型曲线。因此，通过mg使位错稳定化，从而能够维持强度并且提高耐应力松弛特性。并且，能够改善拉伸率并提高弯曲加工性。

9、[2]根据[1]所述的铜合金，其特征在于，通过ebsd(electron back scatterdiffraction，电子背散射衍射)法，以测定间隔0.1μm步长测定1000μm2以上的测定面积并排除利用数据分析软件oim分析而得的ci(confidence interval，置信区间)值为0.1以下的测定点而进行分析时，由晶体粒径(包括孪晶)的长径a和短径b表示的纵横比b/a为0.95以下。

10、此时，由于由晶体粒径(包括孪晶)的长径a和短径b表示的纵横比b/a被设定为0.95以下，因此通过加工充分导入位错，这些位错通过mg被稳定化，由此能够维持强度并且进一步提高耐应力松弛特性，并且能够改善拉伸率且进一步提高弯曲加工性。

11、[3]根据[1]或[2]所述的铜合金，其特征在于，拉伸强度为350mpa以上。

12、此时，由于拉伸强度被设定为350mpa以上，因此不容易变形，尤其适合作为连接器、压接器(press-fit)等端子、继电器、引线框架、汇流条等电子电气设备用部件的铜合金。

13、[4]根据[1]至[3]中任一项所述的铜合金，其特征在于，将mg的含量设定为a原子％时，导电率σ(％iacs)满足以下关系式。

14、σ≤1.7680/(-0.0200×a2+0.5769×a+1.7)×100

15、此时，由于如上规定导电率σ，因此所添加的mg在铜母相中充分固溶，抑制包含mg的析出物的生成。因此，能够进一步提高弯曲加工性。

16、[5]根据[1]至[4]中任一项所述的铜合金，其特征在于，还含有0.0005质量％以上且0.1质量％以下的范围内的p。

17、此时，由于p的含量被设定为0.001质量％以上，因此能够提高铸造性。并且，由于p的含量被设定为0.1质量％以下，因此即使在添加了p的情况下，也能够抑制导电率大幅降低。

18、[6]根据[5]所述的铜合金，其特征在于，将mg的含量设定为a原子％，将p的含量设定为b原子％，将mg当量ax设定为ax＝(a－1.5×b)时，导电率σ(％iacs)满足以下关系式。

19、σ≤1.7680/(-0.0200×ax2+0.5769×ax+1.7)×100

20、在同时添加mg与p时，母相内会生成mg3p2，因此在评价mg的固溶程度时，需要使用mg当量ax＝(a－1.5×b)来规定导电率，而不是mg的含量。

21、而且，由于使用mg当量ax如上规定导电率σ，因此所添加的mg在铜母相中充分固溶，抑制包含mg的析出物的生成。因此，能够进一步提高弯曲加工性。

22、[7]一种铜合金塑性加工材，其特征在于，其由[1]至[6]中任一项所述的铜合金构成。

23、根据该结构的铜合金塑性加工材，由于由上述铜合金构成，因此强度、耐应力松弛特性、弯曲加工性优异，尤其适合作为在大电流用途、高温环境下使用的端子、汇流条、引线框架等电子电气设备用部件的原材料。

24、[8]根据[7]所述的铜合金塑性加工材，其特征在于，其为厚度在0.1mm以上且10mm以下的范围内的轧制板。

25、此时，由于是厚度在0.1mm以上且10mm以下的范围内的轧制板，因此能够通过对该铜合金塑性加工材(轧制板)实施冲切加工、弯曲加工来成型端子、汇流条、引线框架等电子电气设备用部件。

26、[9]根据[7]或[8]所述的铜合金塑性加工材，其特征在于，在表面具有金属镀层。

27、此时，由于在表面具有金属镀层，因此尤其适合作为端子、汇流条、引线框架等电子电气设备用部件的材料。

28、另外，作为金属镀层，例如，可举出sn镀层、ag镀层、ni镀层、au镀层、pd镀层、rh镀层等。并且，在本发明的一方式中，“sn镀层”包括纯sn镀层或sn合金镀层，“ag镀层”包括纯ag镀层或ag合金镀层，“ni镀层”包括纯ni镀层或ni合金镀层，“au镀层”包括纯au镀层或au合金镀层，“pd镀层”包括纯pd镀层或pd合金镀层，“rh镀层”包括纯rh镀层或rh合金镀层。

29、[9a]根据[7]至[9]中任一项所述的铜合金塑性加工材，其特征在于，其为经轧制加工的轧制材料，在rd面上，通过ebsd法，以测定间隔0.1μm步长测定1000μm2以上的测定面积并排除利用数据分析软件oim分析而得的ci值为0.1以下的测定点而进行分析时，由晶体粒径(包括孪晶)的长径a和短径b表示的纵横比b/a为0.95以下。

30、此时，由于由晶体粒径(包括孪晶)的长径a和短径b表示的纵横比b/a被设定为0.95以下，因此通过轧制加工充分导入位错，这些位错通过mg被稳定化，由此能够维持强度并且进一步提高耐应力松弛特性，并且能够改善拉伸率且进一步提高弯曲加工性。

31、[10]一种电子电气设备用部件，其特征在于，其由[7]至[9]及[9a]中任一项所述的铜合金塑性加工材构成。另外，本发明的一方式中的电子电气设备用部件包括端子、汇流条、引线框架等。

32、该结构的电子电气设备用部件由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此在高温环境下也能够发挥优异的特性。

33、[11]一种端子，其特征在于，其由[7]至[9]及[9a]中任一项所述的铜合金塑性加工材构成。

34、该结构的端子由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此在高温环境下也能够发挥优异的特性。

35、[12]一种汇流条，其特征在于，其由[7]至[9]及[9a]中任一项所述的铜合金塑性加工材构成。

36、该结构的汇流条由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此在高温环境下也能够发挥优异的特性。

37、[13]一种引线框架，其特征在于，其由[7]至[9]及[9a]中任一项所述的铜合金塑性加工材构成。

38、该结构的引线框架由于使用上述铜合金塑性加工材制造，因此在高温环境下也能够发挥优异的特性。

39、根据本发明的一方式，能够提供一种具有高强度和优异的耐应力松弛特性并且弯曲加工性优异的铜合金、铜合金塑性加工材、电子电气设备用部件、端子、汇流条、引线框架。