电子电气设备用铜合金、电子电气设备用铜合金薄板、电子电气设备用导电元件及端子的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种作为半导体装置的连接器、其他端子或者电磁继电器的可动导电 片或引线框架等电子电气设备用导电元件使用的Cu-Zn-Sn系电子电气设备用铜合金、使 用该电子电气设备用铜合金的电子电气设备用铜合金薄板、电子电气设备用导电元件及端 子。
[0002] 本申请基于2012年12月28日在日本申请的专利申请2012-288052号主张优先 权，并将其内容援用于本说明书中。
【背景技术】
[0003] 作为半导体装置的连接器、其他端子或者电磁继电器的可动导电片或引线框等电 子电气设备用导电元件的原材料，从强度、加工性、成本平衡等观点看来，Cu-Zn合金一直以 来被广泛使用。
[0004] 并且，当为连接器等端子时，为提高与相对侧导电部件的接触的可靠性，有时对由 Cu-Zn合金构成的基材（原材料板）的表面实施镀锡（Sn)来使用。以Cu-Zn合金作为基材 对其表面实施镀Sn的连接器等导电元件中，为了提高镀Sn材的再利用性的同时提高强度， 有时使用在Cu-Zn合金中还添加Sn的Cu-Zn-Sn系合金。
[0005] 例如连接器等电子电气设备用导电元件一般是通过对厚度为0. 05~1. 0mm左右 的薄板（轧制板）实施冲压加工而作成规定形状，且通过对其至少一部分实施弯曲加工而 制造。此时，上述导电部件以如下方式使用：在弯曲部分附近与相对侧导电部件进行接触来 获得与相对侧导电部件的电连接，并且通过弯曲部分的弹性而维持与相对侧导电材的接触 状态。
[0006] 使用于这种电子电气设备用导电元件的电子电气设备用铜合金中，期望导电性、 轧制性或冲压加工性优异。而且，如上所述，在构成以实施弯曲加工并通过其弯曲部分的弹 性在弯曲部分附近维持与相对侧导电部件的接触状态的方式使用的连接器等的铜合金的 情况下，要求弯曲加工性以及耐应力松弛特性优异。
[0007] 因此，例如专利文献1~3中提出了用于提高Cu-Zn-Sn系合金的耐应力松弛特性 的方法。
[0008] 专利文献1中示出了通过使Cu-Zn-Sn系合金中含有Ni而生成Ni-p系化合物，从 而能够提高耐应力松弛特性，且添加Fe对于提高耐应力松弛特性也有效。
[0009] 专利文献2中记载了通过在Cu-Zn-Sn系合金中与P-起添加Ni、Fe而生成化合 物，从而能够提高强度、弹性、耐热性，上述强度、弹性、耐热性的提高意味着耐应力松弛特 性的提尚。
[0010] 并且，专利文献3中记载了在Cu-Zn-Sn系合金中添加Ni，并且将Ni/Sn比调整为 在特定范围内，由此能够提高耐应力松弛特性，并且记载有微量添加Fe对于耐应力松弛特 性的提高也有效的内容。
[0011] 而且，以引线框架材料作为对象的专利文献4中，记载有在Cu-Zn-Sn系合金中与 P-起添加Ni、Fe，将（Fe+Ni) /P的原子比调整为在0. 2~3的范围内，从而生成Fe-P系化 合物、Ni-P系化合物、Fe-Ni-P系化合物，由此可提高耐应力松弛特性的内容。
[0012] 专利文献1 :日本专利公开平05-33087号公报
[0013] 专利文献2:日本专利公开2006-283060号公报
[0014] 专利文献3 :日本专利第3953357号公报
[0015] 专利文献4:日本专利第3717321号公报
[0016] 然而，专利文献1、2中仅考虑Ni、Fe、P的个别含量，仅调整这些个别含量并不一定 能够可靠且充分地提高耐应力松弛特性。
[0017] 并且，专利文献3中虽公开了调整Ni/Sn比，但完全没有考虑到P化合物与耐应力 松弛特性的关系，无法充分且可靠地实现耐应力松弛特性的提高。
[0018] 而且，专利文献4中，仅调整Fe、Ni、P的合计量与（Fe+Ni)/P的原子比，无法实现 耐应力松弛特性的充分提高。
[0019] 如上所述，以往所提出的方法无法充分提高Cu-Zn-Sn系合金的耐应力松弛特性。 因此，上述结构的连接器等中，随时间或者在高温环境下，残余应力松弛而无法维持与相对 侧导电部件的接触压力，从而有容易在早期产生接触不良等缺陷的问题。为避免这种问题， 以往不得不加大材料的壁厚，从而导致材料成本上升、重量增加。
[0020] 因此，强烈期望进一步可靠且充分地改善耐应力松弛特性。
[0021] 并且，近年来随着电子设备和电气设备的小型化，使用于这些电子设备和电气设 备等的连接器等端子、继电器、引线框等电子电气设备用导电元件实现薄壁化。因此，连接 器等端子中为了确保接触压力，需要进行严格的弯曲加工，相较于以往更加要求优异的屈 服强度-弯曲平衡。
【发明内容】
[0022] 本发明是以如上所述的情况为背景而完成的，其课题在于提供一种耐应力松弛特 性、屈服强度-弯曲平衡优异、且相较于以往能够实现元件原材料的薄壁化的电子电气设 备用铜合金、使用该电子电气设备用铜合金的电子电气设备用铜合金薄板、电子电气设备 用元件及端子。
[0023] 本发明人等重复积极地实验研宄的结果，发现在Cu-Zn-Sn系合金中适量添加Ni 及Fe，并且适量添加P，且将Fe及Ni的含量比Fe/Ni、Ni及Fe的合计含量（Ni+Fe)与P的 含量之比（Ni+Fe)/P、Sn的含量与Ni及Fe的合计含量（Ni+Fe)之比SrV(Ni+Fe)分别以原 子比计调整为在适当范围内，由此适当地析出含有Fe及/或Ni及P的析出物，同时通过规 定板材或条材等表面的{220}面的X射线衍射强度比，能够获得可靠且充分地提高耐应力 松弛特性的同时，强度、弯曲加工性优异的铜合金，从而完成本发明。
[0024] 而且，发现通过与上述的Ni、Fe、P-同添加适量的Co,能够更进一步提高耐应力 松弛特性及强度。
[0025] 本发明的第1实施方式所涉及的电子电气设备用铜合金的特征在于，含有超过2 质量％且小于23质量％的Zn、0. 1质量％以上且0. 9质量％以下的Sn、0. 05质量％以上 且小于1.0质量％的附、0. 001质量％以上且小于0. 10质量％的？6、0. 005质量％以上 且0. 1质量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，Fe的含量与Ni的含量之 比Fe/Ni以原子比计，满足0. 002彡Fe/Ni< 1. 5,且Ni及Fe的合计含量（Ni+Fe)与P的 含量之比（Ni+Fe)/P以原子比计，满足3< (Ni+Fe)/P< 15,而且，Sn的含量与Ni及Fe 的合计量（Ni+Fe)之比SrV(Ni+Fe)以原子比计，满足0. 3 <SrV(Ni+Fe) < 5,并且，将一 表面中的来自{111}面的X射线衍射强度设为1{111}、来自{200}面的X射线衍射强度 设为1{200}、来自{220}面的X射线衍射强度设为1{220}、来自{311}面的X射线衍射强 度设为1{311}、来自{220}面的X射线衍射强度的比例R{220}设为R{220} = 1{220}/ (1{111}+1{200}+1{220}+1{311})时，R{220}为 0? 8 以下。
[0026] 另外，上述的X射线衍射强度为来自铜合金母相的a相的X射线衍射强度。
[0027] 根据上述结构的电子电气设备用铜合金，通过与P-起添加Ni及Fe，且限制Sn、 Ni、Fe及P相互间的添加比率，从而在适当的存在从母相（a相主体）析出的含有Fe及/ 或Ni和P的[Ni，Fe]-P系析出物的同时，由于将一表面中的{220}面的X射线衍射强度比 R{220}抑制在0.8以下，因此耐应力松弛特性充分优异，而且强度（屈服强度）也高，弯曲 加工性也变得优异。
[0028] 另外，其中所谓[Ni，Fe]_P系析出物为Ni-Fe-P的3元系析出物，或者Fe-P或Ni-P 的2元系析出物，而且有时包含在这些析出物中含有其他元素，例如作为主成分的Cu、Zn、 311、作为杂质的0、5、(：、(：〇、0、]\1〇、]\111、]\%、21'、11等的多元系析出物。并且，该[附，？6]-? 系析出物以磷化物或固溶有磷的合金形态存在。
[0029] 本发明的第2实施方式的电子电气设备用铜合金的特征在于，含有超过2质量％ 且小于23质量％的Zn、0. 1质量％以上且0. 9质量％以下的Sn、0. 05质量％以上且小于 1. 〇质量％的Ni、0. 001质量％以上且小于0. 10质量％的Fe、0. 001质量％以上且小于0. 1 质量％的(：〇、0. 005质量％以上且0. 1质量％以下的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构 成，Fe与Co的合计含量与Ni的含量之比（Fe+Co)/Ni以原子比计，满足0. 002 < (Fe+Co)/ Ni< 1.5,且Ni、Fe及Co的合计含量（Ni+Fe+Co)与P的含量之比（Ni+Fe+Co)/P以原子比 计，满足3< (Ni+Fe+Co)/P< 15，Sn的含量与Ni、Fe及Co的合计含量（Ni+Fe+Co)之比Sn/ (Ni+Fe+Co)以原子比计，满足OJSSnANi+Fe+Co) <5,并且将一表面中的来自{111}面 的X射线衍射强度设为1{111}、来自{200}面的X射线衍射强度设为1{200}、来自{220}面 的X射线衍射强度设为1{220}、来自{311}面的X射线衍射强度设为1{311}、来自{220}面 的X射线衍射强度的比例R{220}设为R{220} =I{220}八1 {111} +1 {200} +1 {220} +1 {311}) 时，R{220}为0. 8以下。
[0030]另外，上述的X射线衍射强度为来自铜合金母相的a相的X射线衍射强度。
[0031] 另外，上述第2方式所涉及的铜合金为上述第1方式所涉及的铜合金，且还可以为 含有0. 001质量％以上且小于0. 1质量％的Co,且Fe及Co的合计含量与Ni的含量之比 (Fe+Co)/Ni以原子比计，满足（Fe+Co)/Ni< 1. 5、而且Ni、Fe及Co的合计含量（Ni+Fe+Co) 与P的含量之比（Ni+Fe+Co)/P以原子比计，满足（Ni+Fe+Co)/P< 15、并且Sn的含量与 Ni、Fe及Co的合计含量（Ni+Fe+Co)之比SnANi+Fe+Co)以原子比计，满足0? 3 <Sn/ (Ni+Fe+Co)的铜合金。
[0032] 根据上述结构的电子电气设备用铜合金，通过与P-起添加Ni、Fe及Co,且适当 限制Sn、Ni、Fe、Co及P相互间的添加比率，从而在适当地存在从母相（a相主体）析出的 含有选自Fe、Ni及Co中的至少一种元素和P的[Ni，Fe，Co]-P系析出物的同时，由于将一 表面中的{220}面的X射线衍射强度比R{220}抑制在0.8以下，因此耐应力松弛特性充分 优异，而且强度（屈服强度）也高，弯曲加工性也变得优异。
[0033] 另外，其中所谓的[Ni，Fe，Co]_P系析出物为Ni-Fe-Co-P的4元系析出物，或者 Ni-Fe-P、Ni-C