銅合金材料、銅合金材料的制造方法、引線框架和連接器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及銅合金材料、銅合金材料的制造方法、引線框架和連接器。
【背景技術】
[0002] 引線框架、端子或連接器等使用的是銅合金材料。這樣的銅合金材料需要高導電 性和高強度。其中，作為具有高導電性和高強度的銅合金材料，開發了 Cu-Fe-Ni-P系銅合 金材料（例如參照專利文獻1和2)。
[0003] 現有技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 :日本特許第2956696號
[0006] 專利文獻2 :日本特開2012-1781號公報
【發明內容】
[0007] 發明所要解決的課題
[0008] 近年來，正在尋求與現有的銅合金材料相比兼具進一步的高導電性和高強度的銅 合金材料。
[0009] 本發明的目的在于提供兼顧了高導電性和高強度的銅合金材料、銅合金材料的制 造方法、引線框架和連接器。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 根據本發明的一個方式，提供一種銅合金材料，所述銅合金材料含有〇. 2質量％ 以上〇. 6質量％以下的鐵、0. 02質量％以上0. 06質量％以下的鎳、0. 07質量％以上0. 3質 量％以下的磷以及0. 01質量％以上0. 2質量％以下的鎂，余部包含銅和不可避免的雜質， 所述銅合金材料的導電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強度為500MPa以上。
[0012] 根據本發明的另一方式，提供一種銅合金材料的制造方法，所述制造方法具有鑄 造鑄錠的鑄造工序、對所述鑄錠進行熱乳以形成熱乳材的熱乳工序、對所述熱乳材進行冷 乳以形成第1冷乳材的第1冷乳工序、對所述第1冷乳材進行熱處理以形成熱處理材的熱 處理工序以及對所述熱處理材進行冷乳以形成第2冷乳材的第2冷乳工序；在所述鑄造工 序中鑄造所述鑄錠，所述鑄錠含有0. 2質量％以上0. 6質量％以下的鐵、0. 02質量％以上 0. 06質量％以下的鎳、0. 07質量％以上0. 3質量％以下的磷以及0. 01質量％以上0. 2質 量％以下的鎂，余部包含銅和不可避免的雜質；在所述第1冷乳工序中，重復進行規定次數 的下述操作：對所述熱乳材進行的所述冷乳和以低于被乳制材中發生再結晶的溫度的溫度 進行的退火。
[0013] 根據本發明的進一步的其他方式，提供一種引線框架，所述引線框架具有基材；所 述基材含有0. 2質量％以上0. 6質量％以下的鐵、0. 02質量％以上0. 06質量％以下的鎳、 〇. 07質量％以上0. 3質量％以下的磷以及0. 01質量％以上0. 2質量％以下的鎂，余部包 含銅和不可避免的雜質；所述基材的導電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強度為500MPa以 上。
[0014] 根據本發明的進一步的其他方式，提供一種連接器，所述連接器具有導體部；所述 導體部含有0. 2質量％以上0. 6質量％以下的鐵、0. 02質量％以上0. 06質量％以下的鎳、 〇.〇7質量％以上0.3質量％以下的磷以及0.01質量％以上0.2質量％以下的鎂，余部包含 銅和不可避免的雜質；所述導體部的導電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強度為500MPa以 上。
[0015] 發明的效果
[0016] 根據本發明，能夠提供兼顧了高導電性和高強度的銅合金材料、銅合金材料的制 造方法、引線框架和連接器。
【具體實施方式】
[0017] -.發明人等獲得的見解
[0018] 首先，對發明人等獲得的見解的大體狀況進行說明。
[0019] 本發明人等為了進一步提高Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料的導電性和強度而進行了 深入研究，結果發現了如下見解。Cu-Fe-Ni-P系銅合金中，若增加鐵（Fe)或鎳（Ni)的含 量，則Fe與磷（P)的化合物（以下表示為Fe-P化合物）或Ni與P的化合物（以下表示為 Ni-P化合物）分散析出，從而銅合金材料的強度提高。而另一方面，若增加 Fe或Ni的含 量，則不生成Fe-P化合物或Ni-P化合物而在銅合金材料中固溶的Fe或Ni增加，從而存在 銅合金材料的導電性會降低的可能性。相反地，若減少Fe或Ni的含量，則銅合金材料的導 電性提高，另一方面，則存在銅合金材料的強度會降低的可能性。Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料 的導電性與強度存在如上所述的此消彼長的關系。本發明是基于本發明人等發現的上述見 解而提出的。
[0020] 二.本發明的一個實施方式
[0021] 接下來，對本發明的一個實施方式涉及的銅合金材料的構成進行說明。
[0022] (1)銅合金材料的構成
[0023] 本實施方式涉及的銅合金材料含有規定量的Fe、Ni、P和鎂（Mg)，余部包含銅（Cu) 和不可避免的雜質。此外，本實施方式涉及的銅合金材料的導電率為75% IACS以上，銅合 金材料的〇. 2%屈服強度為500MPa以上。以下，對詳細情況進行說明。
[0024] 本實施方式的銅合金材料除了后述的規定量的Fe、Ni和P以外，進一步含有Mg。 Mg通過在銅合金材料中固溶，抑制了銅合金材料的導電性的降低，并且表現出提高銅合金 材料的強度的效果。銅合金材料中，通過在添加 Fe、Ni和P的同時添加 Mg，能夠維持高導 電性并提高銅合金材料的強度。
[0025] 本實施方式的銅合金材料中Mg的含量例如為0. 01質量％以上0. 2質量％以下。 當Mg的含量低于0.01質量％時，Mg會與作為不可避免的雜質的氧（0)、硫（S)結合，從而 存在無法使一定量的Mg在銅合金材料中固溶的可能性。這里，MgO、MgS等不具有提高銅合 金材料的強度的效果。因此，存在無法提高銅合金材料的強度的可能性。而本實施方式中， 通過Mg的含量為0.01質量％以上，即使一部分Mg與作為不可避免的雜質的0、S結合，也 能夠使一定量的Mg在銅合金材料中固溶。由此，能夠提高銅合金材料的強度。例如能夠使 銅合金材料的〇. 2%屈服強度為500MPa以上。進而，Mg的含量優選為0. 03質量％以上。 由此，能夠進一步提高銅合金材料的強度。另一方面，雖然Mg是使導電性降低的影響小的 成分，但當Mg的含量超過0. 2質量％時，Mg在銅合金材料中大量固溶，從而存在不能無視 Mg導致的銅合金材料的導電性降低的影響的可能性。因此，存在難以維持銅合金材料的高 導電性的可能性。而本實施方式中，通過Mg的含量為0. 2質量％以下，能夠抑制Mg導致的 使銅合金材料的導電性降低的影響，維持銅合金材料的高導電性。進而，Mg的含量優選為 0. 1質量％以下。由此，能夠進一步抑制Mg導致的使銅合金材料的導電性降低的影響。
[0026] 本實施方式涉及的銅合金材料中，通過含有Fe、Ni和P，不僅發生Fe-P化合物的 分散析出，還同時發生Ni-P化合物的分散析出。本實施方式的銅合金中生成的Fe-P化合 物例如為Fe2P等，Ni-P化合物例如為Ni5P2、Ni2P等。通過這樣的P化合物分散析出，提高 銅合金材料的強度。
[0027] 這里，本實施方式中，使導電率降低的影響比Fe大的Ni的含量例如少于專利文獻 1記載的范圍（0. 1質量％以上0. 5質量％以下）。由此，能夠抑制Ni導致的使銅合金材料 的導電性降低的影響，提高銅合金材料的導電性（隨著Ni的含量減少的程度使得銅合金材 料更接近純銅）。另一方面，由于銅合金材料中Ni-P化合物的析出量變少，由Ni-P化合物 導致的提高銅合金材料的強度的效果減小。這里，本實施方式中，通過如上所述在銅合金材 料中添加規定量的Mg，即使在使Ni的含量少于專利文獻1所述的范圍的情況下，也能夠維 持銅合金材料的高導電性并提高銅合金材料的強度。
[0028] 具體而言，本實施方式的銅合金材料中Ni的含量例如為0. 02質量％以上0. 06質 量％以下。
[0029] 當Ni的含量低于0. 02質量％時，銅合金材料中Ni-P化合物的析出量變少。因此， 存在無法獲得銅合金材料的期望的強度的可能性。而本實施方式中，Ni的含量為0.02質 量％以上。由于Ni-P化合物使銅合金材料的強度提高的效果比Fe-P化合物大，若Ni的含 量為0. 02質量％以上，則通過在銅合金材料中生成一定量的Ni-P化合物，能夠表現出Ni-P 化合物導致的提高銅合金材料的強度的效果。進而，Ni的含量優選為0.03質量％以上。由 此，能夠更為確實地表現出Ni-P化合物導致的提高銅合金材料的強度的效果。
[0030] 另一方面，由于Ni導致的使銅合金材料的導電性降低的影響比Fe大，因此當Ni 的含量超過〇. 06質量％時，存在不能的Ni導致的使銅合金材料的導電性降低的影響的可 能性。因此，存在銅合金材料的導電率會低于期望的值（例如75% IACS)的可能性。而本 實施方式中，通過Ni的含量為0. 06質量％以下，能夠抑制Ni導致的使銅合金材料的導電 性降低的影響，提高銅合金材料的導電性。例如，能夠使銅合金材料的導電率為70% IACS 以上。進而，Ni的含量優選為0. 05質量％以下。由此，能夠進一步抑制Ni導致的使銅合 金材料的導電性降低的影響。
[0031] 此外，本實施方式的銅合金材料中Fe的含量例如為0. 2質量％以上0. 6質量％以 下。當Fe的含量低于0.2質量％時，銅合金材料中Fe-P化合物的析出量變少。因此，存在 無法獲得銅合金材料的期望的強度的可能性。而本實施方式中，Fe的含量為0.2質量％以 上，從而在銅合金材料中生成一定量的Fe-P化合物。因此，能夠提高銅合金材料的強度。進 而，Fe的含量優選為0.3質量％以上。由此，能夠進一步提高銅合金材料的強度。另一方 面，當Fe的含量超過0. 6質量％時，不生成Fe-P化合物而在銅合金材料中固溶的Fe增加， 從而存在銅合金材料的導電性降低的可能性。因此，存在無法獲得銅合金材料的期望的導 電性的可能性。而本實施方式中，通過Fe的含量為0. 6質量％以下，能夠抑制Fe在銅合金 材料中固溶。作為結果，能夠抑制銅合金材料的導電性的降低。進而，Fe的含量優選為0.5 質量％以下。由此，能夠進一步抑制銅合金材料的導電性的降低。
[0032] 此外，本實施方式的銅合金材料