電子電氣設備用銅合金、電子電氣設備用零件及端子的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種作為半導體裝置的連接器或其他端子、電磁繼電器的可動導電 片、引線框架等的電子電氣設備用零件使用的電子電氣設備用銅合金、使用該電子電氣設 備用銅合金的電子電氣設備用零件及端子。
[0002] 本申請主張基于2013年1月9日在日本申請的專利申請2013-001941號的優先 權，將其內容援用于此。
【背景技術】
[0003] 以往，上述的電子電氣設備用零件由于隨使用氣氛所要求的特性不同，因此根據 不同用途使用各種銅合金。
[0004] 在此，連接器等的端子、繼電器、引線框架等電子電氣設備用零件例如對銅合金的 板材進行加壓沖壓，并且根據需要實施彎曲加工等而制造。因此，上述銅合金在加壓沖壓等 中，也要求良好的剪切加工性，以便能夠抑制沖壓模具的磨耗或毛邊發生。因此，以往以來， 例如專利文獻1~3所示，提出有提高剪切加工性的銅合金。
[0005] 例如，專利文獻1中公開了通過在各種銅合金中添加 提高剪切加工性。
[0006] 并且，專利文獻2中公開了在Cu-Cr-Si-Zn-Sn系合金中，通過分散規定尺寸的析 出物而提高剪切加工性。
[0007] 另外，專利文獻3中公開了在Cu-Fe-P系合金中，通過添加 Mg、Si、Cr、Ti、Zr、Al 等元素，且分散這些元素的氧化物粒子而提高剪切加工性。
[0008] 專利文獻1 :日本專利公開平10-195562號公報
[0009] 專利文獻2 :日本專利公開2005-113180號公報
[0010] 專利文獻3 :日本專利公開2006-200014號公報
[0011] 然而，上述電子電氣設備用零件中，在尤其要求高導電率的用途時，使用CDA合金 No. C15100 (Cu-Zr系合金）。該Cu-Zr系合金為析出硬化型的銅合金，且在維持90% IACS 左右的高導電率的狀態下提高強度，而且耐熱性也優異。
[0012] 然而，Cu-Zr系合金為了確保高導電率而具有接近純銅的組成，延展性高，剪切加 工性并不好。具體而言，在進行加壓沖壓時，有出現毛邊、無法尺寸精度良好地進行沖壓的 問題。而且，也有發生模具摩耗或沖壓碎肩的問題。
[0013] 最近，隨著電子設備或電氣設備等的小型化，要求這些電子設備或電氣設備等所 使用的連接器等的端子、繼電器、引線框架等電子電氣設備用零件的小型化及薄壁化。因 此，就尺寸精度良好地成形電子電氣零件的觀點而言，要求進一步提高剪切加工性的銅合 金作為構成這些電子電氣零件的材料。
[0014] 在此，如專利文獻1所示，對于Cu-Zr系合金僅添加如Pb、Bi、Ca、Sr、Ba、Te的元 素時，就維持高導電率的同時提高剪切加工性而言并不充分。并且，Pb、Bi、Te元素由于是 低熔點金屬，因此有熱加工性大幅劣化的可能性。
[0015] 并且，專利文獻2所示的方法涉及Cu-Cr-Si-Zn-Sn系合金，即使直接應用于合金 系不同的Cu-Zr系合金，也無法提高剪切加工性。
[0016] 另外，如專利文獻3所示，雖考慮通過分散氧化物粒子而提高剪切加工性，但卷入 有粗大氧化物粒子時，在隨后的加工中會有斷線或破裂等不良的可能性。
[0017] 因此，以往關于上述的Cu-Zr系合金，無法在維持熱加工性和冷加工性、導電率的 狀態下提高剪切加工性。
【發明內容】
[0018] 本發明是根據以上所述情況為背景而完成的，其目的在于提供一種尤其具有高導 電率并且剪切加工性優異的適合于連接器等端子或繼電器等電子電氣零件的由CU-Zr系 合金構成的電子電氣設備用銅合金，以及由該電子電氣設備用銅合金構成的電子電氣設備 用零件及端子。
[0019] 為解決該課題，本發明人等進行積極研宄的結果，獲得的見解為通過在Cu-Zr系 合金中添加少量Ca并且使制造條件適當化，可將由Cu、Zr、Ca構成的兩相粒子分散于母相 中，由此可在維持高導電率的狀態下大幅地提高剪切加工性。
[0020] 本發明是基于上述見解而完成的，本發明的電子電氣設備用銅合金具有如下組 成：Zr含量為0. 05質量％以上且0. 15質量％以下、Ca含量為0. 001質量％以上且小于 0. 08質量％、Pb含量小于0. 05質量％、Bi含量小于0. 01質量％，其余部分由Cu及不可避 免的雜質構成，且Zr的含量（質量％ )與Ca的含量（質量％ )之比Zr/Ca為1. 2以上，且 具有由兩個相構成的兩相粒子和由一個相構成的單相粒子，所述兩個相為以Cu和Zr作為 主成分的相與以Cu和Ca作為主成分的相，所述一個相為以Cu和Zr作為主成分的相，并且 導電率超過88 % IACS。
[0021] 根據上述構成的電子電氣設備用銅合金，由于具有由以Cu和Zr作為主成分的相 與以Cu和Ca作為主成分的相的兩個相構成的兩相粒子，因此在實施以加壓沖壓等為代表 的剪切加工時，該兩相粒子會成為破壞的起點，而使剪切加工性大幅提高。
[0022] 并且，由于析出了由以Cu和Zr為主成分的一個相構成的單相粒子，因此通過析出 硬化可實現強度的提高，也可提高剪切加工性。
[0023] 在此，由于Zr的含量設為0. 05質量％以上，因此可使上述的兩相粒子及單相粒子 充分分散，可實現剪切加工性的提高及強度的提高。另一方面，由于Zr的含量設為0. 15質 量％以下，因此可抑制導電率下降，并且通過可靠地進行Zr的固溶化，可使析出物均勻分 散。另外，為了可靠地發揮上述作用效果，優選使Zr的含量成為0. 06質量％以上且0. 14 質量％以下的范圍內。
[0024] 并且，由于Ca的含量設為0. 001質量％以上，因此能夠可靠地分散上述的兩相粒 子，可實現剪切加工性的提高。另一方面，由于Ca的含量設為小于0. 08質量％，因此可確 保加工性，并且可抑制鑄造后的熱加工及冷加工中的斷線或破裂等缺陷的發生。另外，為了 可靠地發揮上述作用效果，優選將Ca的含量設為0. 002質量％以上且0. 03質量％以下的 范圍內。
[0025] 另外，由于Zr的含量（質量％ )與Ca的含量（質量％ )之比Zr/Ca設為1. 2以 上，因此不僅能夠可靠地分散由以Cu和Zr作為主成分的相與以Cu和Ca作為主成分的相 的兩個相構成的兩相粒子，也能夠可靠地分散由以Cu和Zr為主成分的一個相構成的單相 粒子。
[0026] 并且，由于設為Pb的含量小于0. 05質量％ (500ppm)及Bi的含量小于0. 01質 量％ (IOOppm)，因此可抑制因低恪點金屬的Pb及Bi的偏析造成的晶界強度下降，可提高熱 加工性。
[0027] 另外，為了可靠地發揮上述作用效果，優選將Pb、Bi的含量設為0.001質量％ (IOppm)以下，更優選設為0.0005質量％ (5ppm)以下。
[0028] 另外，由于導電率超過88% IACS，因此可使上述單相粒子充分在母相中析出，能 夠可靠地提高強度。并且，可用作尤其要求高導電率的電子電氣用零件的原材料。另外，為 了可靠地發揮上述作用效果，優選導電率設為89 % IACS以上，更優選設為90 % IACS以上。
[0029] 在此，本發明的電子電氣設備用銅合金中，所述兩相粒子優選以由具有Cu5Zr或 Cu51Zr1^晶體結構的金屬間化合物構成的相、與由具有Cu 5Ca的晶體結構的金屬間化合物 構成的相構成。
[0030] 該情況下，在鑄造工序中，由于Cu的母相中結晶所述兩相粒子，且該兩相粒子即 使經過隨后的加工工序仍殘留于Cu中，因此能夠可靠地提高剪切加工性。
[0031] 并且，本發明的電子電氣設備用銅合金中，優選S的含量設為0.0005質量％以下， O的含量設為〇. 0003質量％以下。
[0032] S與Zr、Ca反應形成硫化物，且O與