特許 6207539 銅合金条およびそれを備える大電流用電子部品及び放熱用電子部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207539

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】銅合金条およびそれを備える大電流用電子部品及び放熱用電子部品

(51)【国際特許分類】

   C22C 9/00 20060101AFI20170925BHJP

   C22C 9/02 20060101ALI20170925BHJP

   C22C 9/04 20060101ALI20170925BHJP

   C22C 9/05 20060101ALI20170925BHJP

   C22C 9/06 20060101ALI20170925BHJP

   H01B 1/02 20060101ALI20170925BHJP

   H01B 5/02 20060101ALI20170925BHJP

   C22F 1/08 20060101ALN20170925BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20170925BHJP

【ＦＩ】

   C22C9/00

   C22C9/02

   C22C9/04

   C22C9/05

   C22C9/06

   H01B1/02 A

   H01B5/02 Z

   !C22F1/08 B

   !C22F1/08 Q

   !C22F1/00 602

   !C22F1/00 606

   !C22F1/00 623

   !C22F1/00 630A

   !C22F1/00 630F

   !C22F1/00 630K

   !C22F1/00 650A

   !C22F1/00 650F

   !C22F1/00 661A

   !C22F1/00 683

   !C22F1/00 685Z

   !C22F1/00 686B

   !C22F1/00 691B

   !C22F1/00 691C

   !C22F1/00 691Z

   !C22F1/00 694A

   !C22F1/00 694B

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-20701(P2015-20701)

(22)【出願日】2015年2月4日

(65)【公開番号】特開2016-141878(P2016-141878A)

(43)【公開日】2016年8月8日

【審査請求日】2015年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】502362758

【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】柿谷 明宏

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０１３６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０３０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３３９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２４３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ９／００−９／１０

Ｃ２２Ｆ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

０．０４〜０．５質量％のＺｒを含有し、残部がＣｕと不可避的不純物とからなる銅合金条であって、引張強さが５５０ＭＰａ以上で０．２％耐力／引張強さ≧０．９かつ導電率が８０％ＩＡＣＳ以上を満たし、
圧延面の表面における｛２００｝面からのＸ線回折強度をＩ｛２００｝とし、｛１１１｝面からのＸ線回折強度をＩ｛１１１｝とし、｛３１１｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛３１１｝とし、｛２２０｝面からのＸ線回折強度をＩ｛２２０｝としたとき、０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６を満たす銅合金条。

【請求項2】

３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力≧５００ＭＰａを満たす請求項１に記載の銅合金条。

【請求項3】

Ａｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＢおよびＣａからなる群から選ばれる元素の少なくとも１種を最大で０．１質量％含有する請求項１又は２に記載の銅合金条。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項に記載の銅合金条を備える大電流用電子部品。

【請求項5】

請求項１〜３の何れか１項に記載の銅合金条を備える放熱用電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、銅合金条に関し、詳細には放熱性、導電性、強度および曲げ加工性に優れ、端子、コネクタ、リレー、スイッチ、ソケット、バスバー、リードフレームなどの電子部品用途、特に、スマートフォンやパソコンなどに用いられる放熱性部品および電気自動車やハイブリッド自動車等に用いられる大電流部品の用途に好適な銅合金条に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン、タブレットＰＣやおよびパソコン等の電機・電子機器等には、端子、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー、バスバー、リードフレーム等の電気接続を得るための部品及び機器が発する熱を放散するための部品が組み込まれている。
近年、スマートフォン、タブレットＰＣおよびパソコンの小型化に伴い、電気・電子機器内の液晶部品またはＩＣチップ等に通電した際の蓄熱が大きくなる傾向がある。蓄熱が大きい状態はＩＣチップや基盤への熱的損傷が大きいため、放熱部品の放熱性が問題となっている。

【0003】

従来、スマートフォン、タブレットＰＣおよびパソコン等の電気・電子機器内の放熱部品にはオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＪＩＳ Ｇ ４３０４「熱間圧延ステンレス鋼板及び鋼帯」の項で規定されたＳＵＳ３０４）および純アルミニウム等が主に使用されてきた。例えばスマートフォンやタブレットＰＣの液晶に付属の放熱部品（液晶フレーム）には、高い放熱性に加えて構造体としての強度および、液晶への固定に必要な曲げ加工性が求められている。
オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）は、曲げ性加工性は良好であるが、熱伝導性が低く、それを補うため高価な熱伝導シート等を併用している。そのため放熱部品の単価が高くなる。一方、純アルミニウムおよびアルミニウム合金では曲げ性加工性は良好であるが熱伝導性および構造体としての強度が足りていない。
また、端子、コネクタ等の通電部品においては、通電部における銅合金の断面積が小さくなる傾向にある。断面積が小さくなると、通電した際の銅合金からの発熱が増大する。特に、成長著しい電気自動車やハイブリッド自動車で用いられる電子部品には、バッテリー部のコネクタ等の著しく高い電流が流される部品があり、通電時の銅合金の発熱が問題になっている。そこで発熱量が減ずるよう、通電材料には導電性に優れることが求められ、さらに部品の小型化や高機能化に対応できるように、強度（特に高い０．２％耐力）や優れた曲げ加工性が求められている。

【0004】

熱伝導性と導電性は比例関係にあることが知られており、上記要求に対して比較的高い導電率と強度を有する合金として、ＣｕにＺｒ、Ｃｒ、Ｔｉを添加した材料が知られている。例えばＣ１５１００（０．１質量％Ｚｒ−残Ｃｕ）、Ｃ１５１５０（０．０２質量％Ｚｒ−残Ｃｕ）、Ｃ１８１４０（０．１質量％Ｚｒ−０．３質量％Ｃｒ−０．０２質量％Ｓｉ−残Ｃｕ）、Ｃ１８１４５（０．１質量％Ｚｒ−０．２質量％Ｃｒ−０．２質量％Ｚｎ−残Ｃｕ）、Ｃ１８０７０（０．１質量％Ｔｉ−０．３質量％Ｃｒ−０．０２質量％Ｓｉ−残Ｃｕ）、Ｃ１８０８０（０．０６質量％Ｔｉ−０．５質量％Ｃｒ−０．１質量％Ａｇ−０．０８質量％Ｆｅ−０．０６質量％Ｓｉ−残Ｃｕ）等の合金が、ＣＤＡ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）に登録されている。

【0005】

放熱部品および電子材料用銅合金にはある程度の強度が求められるが、例えば上記合金の中でＣ１５１００等のＣｕ−Ｚｒ合金では強度が不足する場合がある。

【0006】

一方、Ｃ１８１４０等のＣｕ−Ｃｒ−Ｚｒ合金は、一般的に０．２％耐力がＣ１５１００よりも良好であるが、Ｃｕ合金へのＣｒの溶解が非常に困難である。そのため比較的製造の難易度が低いＣｕ−Ｚｒ合金の強度、導電率および曲げ加工性を向上させる発明が近年行われている。

【0007】

特許文献１では重量比率でＺｒを０．０５％〜０．３％の範囲で含有する銅合金で、熱間圧延後に第１の冷間圧延、第１熱処理、第２の冷間圧延、張力を加えながらの第２の熱処理を行うことで、強度、導電率、曲げ加工性のバランスが良い銅合金を開示している。

【0008】

特許文献２ではＺｒを０．０１質量％〜０．５質量％の範囲で含有する銅合金で、集合組織におけるＢｒａｓｓ方位の方位分布密度が２０以下であり、かつＢｒａｓｓ方位とＳ方位とＣｏｐｐｅｒ方位との方位分布密度１０以上５０以下とする強度と良好な曲げ加工性を併せもった銅合金を開示している。

【0009】

特許文献３では重量比率でＺｒを０．０５％〜０．２％の範囲で含有する銅合金で、後方散乱電子回折像システム付の走査型電子顕微鏡によるＥＢＳＤ法にて測定したＫＡＭ値の平均が１．５〜１．８°であり、Ｗ曲げ試験で割れが発生しない最小曲げ半径をＲ、板厚をｔとするとＲ／ｔが０．１〜０．６であり、ばね限界値が４２０〜５２０Ｎ／ｍｍ²であるような強度、ばね性および曲げ加工性が優れた銅合金を開示している。

【0010】

特許文献４では重量比率でＣｒ、Ｚｒ、Ｔｉの少なくとも１種類を合計で０．０５〜１．０ｍａｓｓ％含有し、ＥＢＳＤ測定における結晶方位解析において、Ｃｕｂｅ方位｛００１｝＜００１＞の面積率が５％以上７０％以下であり、ビッカース硬さが１２０以上とすることで強度、曲げ加工性、低ヤング率（縦弾性係数およびたわみ係数）を実現する銅合金を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２０１０−２４８５９２号公報

【特許文献2】特開２０１０−２４２１７７号公報

【特許文献3】特開２０１２−１７２１６８号公報

【特許文献4】特許第５１７０９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかし、特許文献１〜４に記載された発明においては、ある程度の機械的強度と良好な曲げ加工性を併せもっているが、近年の電子材料等の銅合金に必要とされる強度および曲げ加工性が十分とは言えなかった。具体的には特許文献１〜３に記載された発明の実施例ではＣｕ−Ｚｒ合金の引張強さが４５７〜５６０ＭＰａ、特許文献４に記載の実施例ではＣｕ−Ｚｒ合金の０．２％耐力が４２５ＭＰａであり、引張強さおよび０．２％耐力ともに強度不足の場合がある。

【0013】

また、特許文献では引張強さの向上に主眼を置いているが、実際の電子部品では高い０．２％耐力が求められることが多い。しかし、Ｃｕ−Ｚｒ合金では、加工硬化によって引張強さが向上しても０．２％耐力がある一定以上高くならない（加工硬化が飽和する）問題があった。また、Ｃｕ−Ｚｒ系銅合金は時効による析出硬化および圧延による加工硬化が小さいため、特許文献の強度向上の方策は結晶方位の制御が主たるものであった。

【0014】

そこで、これまでの材料と比べて高い強度および導電性ならびに優れた曲げ加工性を兼ね備えた銅合金板、それを備える大電流用電子部品および放熱用電子部品を提供することを目的とし、具体的には、強度（引張強さおよび０．２％耐力）、導電率および曲げ加工性のバランスを改善することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明者はＣｕ−Ｚｒ系銅合金条の時効処理を２回以上行い、時効温度、時効と時効の間の冷間圧延および最後の時効後の冷間圧延の条件を調整することで、良好な強度および導電率、さらに曲げ加工性が得られることを見出した。以上の知見を背景に、以下の発明を完成させた。

【0016】

本発明のＣｕ−Ｚｒ系銅合金条は、０．０４〜０．５質量％のＺｒを含有し、引張強さが５５０ＭＰａ以上かつ導電率が８０％ＩＡＣＳ以上を満たすものである。

【0017】

更に、本発明の銅合金条は引張強さ（ＴＳ）と０．２％耐力（ＹＳ）の比がＹＳ／ＴＳ≧０．９であることが望ましい。

【0018】

更に、本発明の銅合金条は３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力が５００ＭＰａ以上であることが望ましい。

【0019】

更に、本発明の銅合金条では、Ｘ線回折法を用い圧延面において厚み方向に求めた｛２００｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛２００｝とし、｛１１１｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛１１１｝とし_、｛２２０｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛２２０｝とし、｛３１１｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛３１１｝としたときに、０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６であることが望ましい。

【0020】

なお、本発明の銅合金条は、Ａｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＢおよびＣａからなる群から選ばれる元素の少なくとも１種を最大で０．１質量％含有することが好ましい。
本発明の大電流用電子部品及び放熱用電子部品は、上記の何れかの銅合金条を備えるものである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、高強度、高導電性、優れた曲げ加工性を兼ね備えた銅合金条を提供することが可能である。この銅合金条は、端子、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー、バスバー、リードフレーム、放熱板等の電子部品の素材として好適に使用することができ、スマートフォンやパソコンなどに用いられる放熱性部品および電気自動車やハイブリッド自動車等に用いられる大電流用電子部品の用途に好適な銅合金条に関する。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【0023】

（特性）
本発明の一実施形態に係る銅合金条は、その銅合金条の導電率を８０％ＩＡＣＳ以上且つ引張強さを５５０ＭＰａ以上とすることを目的とする。導電率が８０％ＩＡＣＳ以上であれば熱伝導率も良好であり、大電流用電子部品および放熱部品用の素材として問題無い。また、引張強さが５５０ＭＰａ以上であれば、構造材としての必要な強度を有している。また、０．２％耐力／引張強さが０．９以上であれば、コネクタ、スイッチ、ソケット、リレー材などの電子部品に必要なバネ特性を有している。３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力が５００ＭＰａ以上あれば、大電流用電子部品および放熱部品としての耐熱性を有している。Ｘ線回折法を用いたＸ線回折積分強度が０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６の範囲であると良好な曲げ加工性を有しているといえる。
上記特性を兼ね備える本発明の銅合金条は、放熱用電子部品および大電流電子部品の用途に好適である。

【0024】

（合金成分濃度）
本発明の実施の形態に係るＣｕ−Ｚｒ系合金条は、Ｚｒを０．０４０〜０．５０質量％含有するものであり、このＺｒの総含有量は好ましくは、０．０５０〜０．３０質量％、より好ましくは０．０５０〜０．２０質量％とする。Ｚｒの合計が小さすぎると、５５０ＭＰａ以上の引張強さを得ることが難しくなる。Ｚｒ濃度が大きくなり過ぎると、熱間圧延割れ等により合金の製造が困難になる。

【0025】

Ｃｕ−Ｚｒ系合金には、強度や耐熱性を改善するために、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｂ、Ｃａのうちの１種以上を含有させることができる。ただし、添加量が多すぎると、導電率が低下して８０％ＩＡＣＳを下回ったり、合金の製造性が悪化したりする場合があるので、添加量は総量で最大で０．１質量％とする。

【0026】

（厚み）
製品の厚み、つまり板厚（ｔ）は０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましい。厚みが小さすぎると、十分な放熱性が得られなくなるため、放熱用電子部品の素材として不適である。一方で、厚みが大きすぎると、曲げ加工および絞り加工が困難になる。このような観点から、より好ましい厚みは０．０８〜１．５ｍｍである。厚みが上記範囲となることにより、蓄熱を抑えつつ、曲げ加工性を良好なものとすることができる。

【0027】

（導電率）
本発明では、ＪＩＳ Ｈ０５０５に準拠して測定した導電率を８０％ＩＡＣＳ以上とする。導電率が８０％ＩＡＣＳ以上であれば、熱伝導率が良好であり、良好な放熱性も確保できる。より好ましくは８５％ＩＡＣＳ以上とする。

【0028】

（引張強さ）
本発明では、銅合金条の引張強さを５５０ＭＰａ以上であれば、構造材の素材として必要な強度を有しているといえる。より好ましくは５７０ＭＰａ以上とする。

【0029】

（０．２％耐力）
本発明では、銅合金条の０．２％耐力／引張強さ（ＹＳ／ＴＳ）を０．９以上とし、これによれば、銅合金条が、コネクタ、スイッチ、リレー材に必要なばね性を有しているといえる。

【0030】

（耐熱性）
本発明では、３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力≧５００ＭＰａとし、これによれば大電流用電子部品および放熱部品としての耐熱性を有しているといえる。

【0031】

（曲げ加工性）
本発明の曲げ加工性の評価は幅１０ｍｍ×長さ３０ｍｍの短冊状の試験片を用いた、Ｗ曲げ試験（ＪＩＳ−Ｈ３１３０）により行う。試験片採取方向は、圧延平行方向（ＧＷ）および圧延直角方向（ＢＷ）とし、割れの発生しない最小曲げ半径ＭＢＲ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｅｎｄ Ｒａｄｉｕｓ）と板厚ｔの比ＭＢＲ／ｔにて評価する。この最小曲げ半径（ＭＢＲ）の割合（ＭＢＲ／ｔ）は、２．０以下とすることが、良好な曲げ性を確保するとの観点から好ましい。ＭＢＲ／ｔのさらに好適な範囲は、１．８以下である。

【0032】

（結晶方位）
Ｘ線回折法を用い圧延面の表面において厚み方向に求めた｛２００｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛２００｝とし、｛１１１｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛１１１｝とし_、｛２２０｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛２２０｝とし、｛３１１｝面のＸ線回折積分強度をＩ｛３１１｝としたときに、０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６（すなわち、０．１以上０．６以下）の場合、曲げ加工性が向上する。より好ましい範囲は０．２５以上０．５５以下である。一方_、上記範囲を外れる場合、曲げ加工性が劣る。なお、純銅粉末標準試料は、３２５メッシュ（ＪＩＳ Ｚ８８０１）の純度９９．５％の銅粉末で定義されるものである。

【0033】

以下、本発明に係る銅合金条の好適な製造方法の一例について説明する。

【0034】

純銅原料として電気銅等を溶解し、Ｚｒおよび必要に応じ他の合金元素を添加し、厚み３０〜３００ｍｍ程度のインゴットに鋳造する。このインゴットを例えば８００〜１０００℃の熱間圧延により厚み３〜３０ｍｍ程度の板とした後、冷間圧延と２回以上の時効処理を繰り返し、最終の冷間圧延で所定の製品厚みに仕上げ、場合によっては最後に歪取焼鈍を施す。歪取焼鈍は特に実施しなくてもよい。

【0035】

時効処理は、３００℃〜４００℃の温度で１〜３０時間の範囲で２回以上行う。好ましくは３４０〜３９０℃、より好ましくは３５０〜３９０℃である。
圧延組織が再結晶化しないような適当な条件で焼鈍することで、その後の圧延による加工硬化が大きくなり５５０ＭＰａ以上の引張強さが得られる。時効温度が４００℃より高いと５５０ＭＰａ以上の強度が得られない。一方、時効温度が３００℃より低いと８０％ＩＡＣＳ以上の導電率が得られない。
最後の時効温度は最後から１つ前の時効温度に対して±２５℃の範囲に調整することで、結晶方位が０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６の範囲になり曲げ加工性が改善する。
さらに、最後の時効温度が最後から１つ前の時効温度よりも０〜２５℃低い場合に、３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力が５００ＭＰａ以上となる。一方、最後の時効温度が高いと、３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力が５００ＭＰａ以下となり、強度、導電率および曲げ加工性のバランスには優れるものの、耐熱性の観点で改善の余地が残る。
なお、引張強さ、導電率、０．２％耐力は、加工処理の諸条件、例えば時効処理間の加工度、一回目の時効処理の温度、最終の冷間圧延の加工度、Ｚｒの濃度、添加元素などの調節などを適切に行うことにより、より良好なものとすることができる。

【0036】

時効と時効の間の冷間圧延加工度を６０％以上に調整することで、ＹＳ／ＴＳ≧０．９が得られる。より好ましい加工度は７５％以上である。時効と時効の間の冷間圧延加工度が６０％未満ではＹＳ／ＴＳ≧０．９が得られない。

【0037】

上記の時効条件および時効間の冷間圧延加工度を調整している限り、時効は何度行っても問題無いが、製造コストを考慮すると２回が望ましい。

【0038】

最後の時効後の冷間圧延加工度は５０％〜８０％とする。好ましくは６０〜７５％、より好ましくは６０〜７０％である。５０％未満では５５０ＭＰａの引張強さが得られず、８０％以上では時効によって析出したＣｕ−Ｚｒ化合物が圧延によって母相に再固溶し導電率が低下し８０％ＩＡＣＳ未満となる。

【0039】

歪取焼鈍を行う場合は連続焼鈍炉を用いて行う。炉内温度を３００〜７００℃、好ましくは３５０〜６５０℃とし、５秒から１０分の範囲に設定する。歪取焼鈍を必ずしも実施する必要はない。

【0040】

本発明の一の実施形態は、Ｃｕ−Ｚｒ系合金条の引張強さ≧５５０ＭＰａかつ導電率≧８０％ＩＡＣＳで、ＹＳ／ＴＳ≧０．９なる特徴、３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力≧５００ＭＰａなる特徴、および０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６なる特徴を付与することで、強度、導電率および曲げ加工性を改善している。そのための製造条件を整理して示すと、
（１）引張強さ≧５５０ＭＰａのためには、
ａ．時効温度を４００℃未満に調整する。
ｂ．仕上圧延加工度を５０％以上に調整する。
（２）導電率≧８０％ＩＡＣＳのためには、
ａ．時効温度を３００℃以上に調整する。
ｂ．仕上圧延加工度を８０％以下に調整する。
（３）ＹＳ／ＴＳ≧０．９のためには、
ａ．時効と時効の間の冷間圧延加工度を６０％以上に調整する。
（４）３００℃×３０ｍｉｎ加熱後の０．２％耐力≧５００ＭＰａのためには、
ａ．最後の時効温度を最後から１つ前の時効温度より０〜２５℃低く調整する。
（５）０．１≦［Ｉ｛２００｝＋Ｉ｛１１１｝＋Ｉ｛３１１｝］／Ｉ｛２２０｝≦０．６のためには、
ａ．最後の時効温度が最後から１つ前の時効温度に対して±２５℃の範囲に調整する。

【0041】

以上のようにして製造された銅合金条は、様々な板厚の伸銅品に加工されて、たとえば、スマートフォン、タブレットＰＣおよびパソコン等の電気・電子機器内の大電流電子部品および放熱用電子部品等に用いることができる。

【実施例】

【0042】

以下に本発明の実施例を示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。また、以下、実施例では時効回数２回の例を示すが、時効回数が３回以上でも問題無い。

【0043】

溶銅に合金元素を添加した後、厚みが２００ｍｍのインゴットに鋳造した。インゴットを９５０℃で３時間加熱し、９５０℃で熱間圧延を行って厚み１５ｍｍの板にした。熱間圧延板表面の酸化スケールをグラインダーで研削、除去した後、時効と冷間圧延を繰り返し、最終の冷間圧延で所定の製品厚みに仕上げた。最後に連続焼鈍炉を用い歪取焼鈍を行った。

【0044】

初回の時効ではバッチ炉を用い、炉内温度を２００〜５００℃の範囲で１〜３０時間の範囲で熱処理を行った。

【0045】

時効後の冷間圧延では、総加工度を制御した。

【0046】

最後の時効もバッチ炉を用い、炉内温度を２００〜５００℃の範囲で１〜３０時間の範囲で熱処理を行った。初回の時効温度に対して種々条件を変化させた。

【0047】

最終の冷間圧延では、総加工度を制御した。

【0048】

歪取焼鈍では、炉内温度を５００℃とし加熱時間を１秒〜１５分の間で調整した。なお、一部の材料については歪取焼鈍を省略した。

【0049】

実施例の製造条件を、発明例および比較例ごとに表１に示す。製造途中の材料および歪取焼鈍後の材料につき、次の測定を行った。

【0050】

（成分）
最終の冷間圧延後または歪取焼鈍後の材料の合金元素濃度をＩＣＰ−質量分析法で分析した。なお、表中の成分分析値は１０ｐｐｍよりも低い元素は記入していない。

【0051】

（引張強さおよび０．２％耐力）
最終の冷間圧延後および歪取焼鈍後の材料につき、ＪＩＳ Ｚ２２４１に規定する１３Ｂ号試験片を引張方向が圧延方向と平行になるように採取し、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して圧延方向と平行に引張試験を行い、引張強さ（ＴＳ）および０．２％耐力（ＹＳ）を求めた。

【0052】

（耐熱性）
３００℃に設定した炉に材料を３０ｍｉｎ保持した後、取り出し空冷したサンプルを「引張強さおよび０．２％耐力」の項で説明したものと同方法で０．２％耐力を測定した。

【0053】

（伸び）
最終の冷間圧延後または歪取焼鈍後の材料から、ＪＩＳ Ｚ２２４１に規定する１３Ｂ号試験片を引張方向が圧延方向と平行になるように採取し、標点間距離５０ｍｍとして伸びを測定した。

【0054】

（導電率）
最終の冷間圧延後または歪取焼鈍後の材料から、試験片の長手方向が圧延方向と平行になるように試験片を採取し、ＪＩＳ Ｈ０５０５に準拠し四端子法により２０℃での導電率を測定した。

【0055】

（結晶方位）
最終の冷間圧延後または歪取焼鈍後の材料の圧延面の表面に対し、｛２００｝、｛１１１｝、｛３１１｝および｛２２０｝面のＸ線回折強度Ｉをそれぞれ測定した。Ｘ線回折装置には（株）リガク製ＲＩＮＴ２５００を使用し、Ｃｕ管球にて、管電圧２５ｋＶ、管電流２０ｍＡで測定を行った。

【0056】

（ＭＢＲ／ｔ）
ＪＩＳ Ｈ３１３０に準拠して、曲げ軸が圧延方向と直角方向であるＧＷ（Ｇｏｏｄｗａｙ）方向および、曲げ軸が圧延方向と同一方向であるＢＷ（Ｂａｄｗａｙ）方向のそれぞれのＷ曲げ試験を行い、Ｗ字型の金型を用いて曲げ半径を変化させ、割れの発生しない最小曲げ半径（ＭＢＲ）と厚さ（ｔ）の比（ＭＢＲ／ｔ）を求めた。

【0057】

【表1】

【0058】

表１に示すところから解かるように、発明例１〜２０では、Ｚｒを合計で０．０４〜０．５０質量％含有し、１回目の時効を３００〜４００℃で実施し、その後の冷間圧延加工度を６０％以上に調整し、その後の最終の時効を３００〜４００℃で実施し、最終の冷間圧延加工度を５０〜８０％に調整し、最後に歪取焼鈍を実施（発明例１２は省略）した。それにより、発明例１〜２０の銅合金板は引張強さ≧５５０ＭＰａ、且つ０．２％耐力／引張強さ≧０．９、さらに導電率≧８０％ＩＡＣＳを達成できた。
また、１回目と最終の時効の温度差を±２５℃以内とした場合は曲げ加工性が改善し、なお且つ１回目の時効温度を最終の時効温度より低くした場合は耐熱性が改善した。この観点から、他の発明例と比較すると、発明例５は１回目の時効温度が最終の時効温度より低かったため耐熱性が悪く、発明例７は１回目と最終の時効の温度差が２５℃以上であったため、耐熱性および曲げ加工性が悪かった。

【0059】

一方、比較例１、２は時効温度が３００〜４００℃の範囲外であり、時効温度が低い比較例１では導電率が低く、時効温度が高い比較例２は引張強さが低かった。
比較例３は、時効間の冷間圧延加工度が低く、０．２％耐力／引張強さの比が０．９を下回った。
比較例５、６は最終の冷間圧延加工度が５０〜８０％の範囲外であり、加工度が低い比較例５は引張強さが低く、加工度が高い比較例６は導電率が低かった。
比較例７および８は１回の時効処理で製造した材料であり、引張強さ、または０．２％耐力／引張強さの比、または導電率のバランスを両立することは難しかった。
比較例９はＺｒ濃度が低く引張強さが低かった。
比較例１０は添加元素の濃度が０．１質量％以上であったため、導電率が低かった。
比較例１１は特許文献１（特開２０１０−２４８５９２号公報）の実施例１と同製法で作製した銅合金である。引張強さ、０．２％耐力／引張強さの比が低かった。
比較例１２および１３は特許文献２（特開２０１０−２４２１７７号公報）のそれぞれ実施例１および実施例１２と同製法で作製した銅合金である。比較例１２のＣｕ−Ｚｒ合金では引張強さ、０．２％耐力／引張強さの比が共に低かった。一方、比較例１３のように添加元素を加えることで引張強さ≧５５０ＭＰａおよび導電率≧８０％ＩＡＣＳを満たしたが、０．２％耐力が低く、０．２％耐力／引張強さの比が低かった。
比較例１４は特許文献３（特開２０１２−１７２１６８号公報）の実施例５と、比較例１５は特許文献４（特許第５１７０９１６号公報）の発明例１−１と、同製法で作製した銅合金であるが、０．２％耐力が低く、０．２％耐力／引張強さの比が低かった。

【0060】

以上の結果から、本発明によれば、高い強度および導電性ならびに曲げ加工性を兼ね備えた銅合金板、それを備える大電流用電子部品、放熱用電子部品および、銅合金板の製造方法を提供できることが明らかである。