[發明專利]電子材料用Cu－Ni－Si－Co－Cr系銅合金及其制造方法

有效

• 申請號: 200680009829.1
• 申請日: 2006-03-31
• 公開（公告）號: CN101151385A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 江良尚彥;深町一彥;桑垣寬
• 申請（專利權）人: 日礦金屬株式會社
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22F1/08;C22F1/00;H01L23/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;李平英

技術領域

本發明涉及析出型銅合金，特別涉及適用于各種電子部件的Cu-Ni-Si-Co-Cr系銅合金。

背景技術

作為引線框、連接器、插頭、端子、繼電器、開關等電子部件等中使用的電子材料用銅合金，要求同時滿足高強度和高導電性(或熱傳導性)的基本特性。近年來，隨著電子部件的高集成化和小型化、薄化的急速推進，相應地，對于電子部件中使用的銅合金的要求也越來越高。

但是，通常，合金不僅是銅合金，除了受到構成其的成分元素、組織的影響外，還會受到熱處理方法等的影響，若輕微改變合金的成分元素、其添加量、熱處理方法等將會對合金的性質產生怎樣的影響，關于這一點，通常很難預測，為了滿足日漸提高的要求而開發新型銅合金是非常困難的。

從高強度和高導電性的觀點考慮，近年來，作為電子材料用銅合金，時效硬化型銅合金的使用量增加，取代了一直以來以磷青銅、黃銅等為代表的固溶強化型銅合金。對于時效硬化型銅合金，通過對經過固溶處理的過飽和固溶體進行時效處理，微細的析出物均一分散，合金的強度變高，同時，銅中的固溶元素量減少，導電性提高。因此，能得到強度、彈性等機械性質優異、且導電性、熱傳導性良好的材料。

時效硬化型銅合金中，Cu-Ni-Si系銅合金是兼具比較高的導電性和強度、良好的應力松弛特性和彎曲加工性的代表性銅合金，是目前業界開發活躍的合金之一。由于該銅合金在銅基質中析出微小的Ni-Si系金屬間化合物粒子，從而強度和電導率提高。

有助于強度的Ni-Si系金屬間化合物的析出物通常按化學計量組成構成，例如，專利文獻1中記載，使合金中的Ni與Si的質量比接近金屬間化合物Ni₂Si的濃度，即，使Ni與Si的重量比為Ni/Si＝3～7，能得到良好的導電性。

此外，專利文獻2記載，Co與Ni一樣地與Si形成化合物，使強度提高，對Cu-Co-Si系進行時效處理時，比Cu-Ni-Si系合金的機械強度、導電性均稍有改善。其中還記載若成本上允許，可以選擇Cu-Co-Si系、Cu-Ni-Co-Si系。

而且，專利文獻3中列舉了Co作為對銅合金的性質沒有不良影響的硅化物形成元素和雜質，這種元素存在時，這些元素應該是置換了同等量的Ni而存在，且使這些元素以約1％以下的有效量存在。

另外，專利文獻4記載，為了對控制了Si含量和制造條件的Ni-Si系銅合金的組織進行控制，添加Co是有效的，為了提高熱加工性，添加微量Cr是有效的，其添加量可以為不超過0.1質量％的范圍。

但是，如上述文獻所述，Co與Ni相比，價格高，在實用上不利，因此關于以Co作為添加元素的Cu-Ni-Si系合金的詳細研究目前還很少。因此，以前認為當Co與Ni一樣地與Si形成化合物，把Ni置換成Co，機械強度、導電性有稍許改善，不認為合金特性會飛躍性提高。此外，添加Cr時，僅單獨析出有助于強化的認識強。但是對其在不降低強度的條件下極大提高電導率的效果還未確認。

專利文獻1：日本特開2001-207229號公報

專利文獻2：日本特許第3510469號公報

專利文獻3：日本特許第2572042號公報

專利文獻4：日本特許第3049137號公報

發明內容

本發明的課題在于提供強度和電導率極大提高、具有優異特性的電子材料用Cu-Ni-Si-Co-Cr系銅合金。

為了應對對電子材料用部件中使用的銅合金的要求的提高，本發明人進行了深入研究，最終著眼于含Co和Cr的Cu-Ni-Si系合金。之后，對含Co和Cr的Cu-Ni-Si系合金進行了反復研究，結果發現，含Co和Cr的Cu-Ni-Si系合金的特性(尤其是強度和電導率)在某種組成條件和制造條件下控制夾雜物的大小、組成、分布時，比一直以來被介紹的合金有飛躍性提高。

本發明是基于上述發現完成的。