JPH02250924A - 耐マイグレーション性に優れた銅合金 - Google Patents
耐マイグレーション性に優れた銅合金Info
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- JPH02250924A JPH02250924A JP7308789A JP7308789A JPH02250924A JP H02250924 A JPH02250924 A JP H02250924A JP 7308789 A JP7308789 A JP 7308789A JP 7308789 A JP7308789 A JP 7308789A JP H02250924 A JPH02250924 A JP H02250924A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、コネクター等の電気電子機器部品や自動車等
の電気接続箱用ブスバー等に使用するのに好適な耐マイ
グレーシラン性に優れた銅合金に関するものである。
の電気接続箱用ブスバー等に使用するのに好適な耐マイ
グレーシラン性に優れた銅合金に関するものである。
従来自動車や工作機械等に用いられる電気接続箱用ブス
バーには、７／３黄銅やタフピッチ銅等が使用されてい
る。又電気電子機器用コネクター等にはこれらの他にＳ
ｎ２〜８ｗｔ％のりん青銅が広く用いられている。これ
らの内７／３黄銅は端子用材料として広く用いられてお
り、品質の安定した材料であるが、合金成分としてＺｎ
が多く含有されている為、導電率が低くて電気抵抗が大
きい、この為、近年行なわれている電気接続箱や電気電
子機器の小型化によるブスバーやコネクター等の部品の
小型、薄肉化に際して、ジュール熱による発熱が大きす
ぎる為好適な材料ではなくなりてきている。
バーには、７／３黄銅やタフピッチ銅等が使用されてい
る。又電気電子機器用コネクター等にはこれらの他にＳ
ｎ２〜８ｗｔ％のりん青銅が広く用いられている。これ
らの内７／３黄銅は端子用材料として広く用いられてお
り、品質の安定した材料であるが、合金成分としてＺｎ
が多く含有されている為、導電率が低くて電気抵抗が大
きい、この為、近年行なわれている電気接続箱や電気電
子機器の小型化によるブスバーやコネクター等の部品の
小型、薄肉化に際して、ジュール熱による発熱が大きす
ぎる為好適な材料ではなくなりてきている。
一方タフピッチ鋼は導電率が高い為、電気接続箱や電気
電子機器部品の小型化による発熱の問題に関しては有利
であるが、水分の存在する環境においてマイグレーシラ
ン現象を起こし易い。
電子機器部品の小型化による発熱の問題に関しては有利
であるが、水分の存在する環境においてマイグレーシラ
ン現象を起こし易い。
又りん青銅は成形加工性、バネ性等に優れているものの
、導電率が低くてジュール熱による発熱の問題があり、
耐マイグレーション性にも劣っている。
、導電率が低くてジュール熱による発熱の問題があり、
耐マイグレーション性にも劣っている。
前記マイグレーション現象とは、水分の存在する環境に
おいて、電界のかかった相対する一対の導体（例えばブ
スバー等）間にリーク電流が生じて、当該導体が電解腐
食される現象である。而してこのマイグレーション現象
によるリーク電流が大きくなると、発熱により電気接続
箱や電気電子機器部品が異常昇温し、火災等の事故につ
ながる可能性もある。従ってタフピッチ銅やりん青銅は
水分の関与する可能性のある環境において使用する半導
体部品、コネクター、端子、開閉器部品、プリント配線
板等の電気電子機器部品やブスバー等の機構部品の場合
には信頼性が低いという問題があった。
おいて、電界のかかった相対する一対の導体（例えばブ
スバー等）間にリーク電流が生じて、当該導体が電解腐
食される現象である。而してこのマイグレーション現象
によるリーク電流が大きくなると、発熱により電気接続
箱や電気電子機器部品が異常昇温し、火災等の事故につ
ながる可能性もある。従ってタフピッチ銅やりん青銅は
水分の関与する可能性のある環境において使用する半導
体部品、コネクター、端子、開閉器部品、プリント配線
板等の電気電子機器部品やブスバー等の機構部品の場合
には信頼性が低いという問題があった。
（課題を解決する為の手段〕
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、耐マイグレーション性
に優れており、且つ導電性が良好な銅合金を提供する事
である。
あり、その目的とするところは、耐マイグレーション性
に優れており、且つ導電性が良好な銅合金を提供する事
である。
即ち本発明における請求項１の発明は、Ｚ ｎ ０゜２
〜１０ｗｔ％とＮｉ、Ｓｉのうちの１種または２種を各
々０．０２〜３．５ ｗ ｔ％含み、残部がＣｕからな
る事を特徴とする耐マイグレーション性に優れた銅合金
である。又請求項２の発明は、Ｚｎ０．２〜１０ｗ１％
とＮｉ、Ｓｉのうちの１種または２種を各々０．０２〜
３．５ ｗ ｔ％含み、更にＳｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、
Ｚｒ、Ｔｉ、、Ｍｇ５Ｙ、Ｍｎ、Ａｇ、ＡＩ！、、Ｐｂ
、ミツシュメタルのうちの１種または２種以上を各々１
ｗｔ％未満、合計で２ｗｔ％以下含み、残部がＣｕから
なる事を特徴とする耐マイグレーション性に優れた銅合
金である。
〜１０ｗｔ％とＮｉ、Ｓｉのうちの１種または２種を各
々０．０２〜３．５ ｗ ｔ％含み、残部がＣｕからな
る事を特徴とする耐マイグレーション性に優れた銅合金
である。又請求項２の発明は、Ｚｎ０．２〜１０ｗ１％
とＮｉ、Ｓｉのうちの１種または２種を各々０．０２〜
３．５ ｗ ｔ％含み、更にＳｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、
Ｚｒ、Ｔｉ、、Ｍｇ５Ｙ、Ｍｎ、Ａｇ、ＡＩ！、、Ｐｂ
、ミツシュメタルのうちの１種または２種以上を各々１
ｗｔ％未満、合計で２ｗｔ％以下含み、残部がＣｕから
なる事を特徴とする耐マイグレーション性に優れた銅合
金である。
Ｃｕに合金元素としてＺｎを添加すると耐マイグレーシ
ョン性は向上する。その関係をリーク電流を測定した結
果により示すと第１図の様になる。
ョン性は向上する。その関係をリーク電流を測定した結
果により示すと第１図の様になる。
ここにおいてリーク電流は次の樺にして測定したもので
ある。
ある。
ポリプロピレン板上に長さ６０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの
各種ブスバー材を６０ｍｍの辺が向きあう樺にして間隔
１．５ｍｍで平行に置き、これらのブスバー間に１４Ｖ
の電圧を印加した。而して前記ブスバー間のギャップに
塩素イオン濃度２００ｐｐｍの水を滴下して、平行ブス
バー間に流れる電流を水分が蒸発する迄記録した。而し
て前記水分の滴下から蒸発迄を１サイクルとする掻作を
同一試料について２０サイクル行ない、その間に記録さ
れた最大電流をリーク電流とした。
各種ブスバー材を６０ｍｍの辺が向きあう樺にして間隔
１．５ｍｍで平行に置き、これらのブスバー間に１４Ｖ
の電圧を印加した。而して前記ブスバー間のギャップに
塩素イオン濃度２００ｐｐｍの水を滴下して、平行ブス
バー間に流れる電流を水分が蒸発する迄記録した。而し
て前記水分の滴下から蒸発迄を１サイクルとする掻作を
同一試料について２０サイクル行ない、その間に記録さ
れた最大電流をリーク電流とした。
Ｚｎ量が３ｗｔ％程度を超えるとリーク電流は低下し、
実用上問題ない程度になる。Ｚｎ量を増していくと３０
ｗｔ％前後で最低となり、更に増していくとリーク電流
は急激に増加する。従って耐マイグレーション性の点で
はＺｎ量は３〜３０ｗｔ％が適当である。
実用上問題ない程度になる。Ｚｎ量を増していくと３０
ｗｔ％前後で最低となり、更に増していくとリーク電流
は急激に増加する。従って耐マイグレーション性の点で
はＺｎ量は３〜３０ｗｔ％が適当である。
Ｃｕ −Ｚ ｎ ２元合金の場合の耐マイグレーション
性は上述の通りであって、Ｚｎ量を増すと耐マイグレー
ション性は向上するものの、導電性が低下してジュール
熱による発熱が太き（なると共に、応力腐食割れも起こ
し易くなるという問題がある。
性は上述の通りであって、Ｚｎ量を増すと耐マイグレー
ション性は向上するものの、導電性が低下してジュール
熱による発熱が太き（なると共に、応力腐食割れも起こ
し易くなるという問題がある。
本発明は前記Ｃｕ −Ｚ ｎ二元合金に、Ｚｎと同時に
少量のＮｉ或いはＳｉを添加し、ＺｎとＮｉ或いはＺｎ
とＳｉの相乗作用によって耐マイグレーション性を改善
しようとするものである。即ちＣｕにＺｎとＮｉ或いは
ＺｎとＳｉを同時に添加する事により、Ｚｎを単独に或
いはＮｉ、ＳｉＯ内の少なく共１種を単独で添加した場
合に比べて耐マイグレーション性が格段に向上し、比較
的少ないＺｎ量で、即ち導電性をあまり低下させる事な
く優れた耐マイグレーション性を得る事が出来る。
少量のＮｉ或いはＳｉを添加し、ＺｎとＮｉ或いはＺｎ
とＳｉの相乗作用によって耐マイグレーション性を改善
しようとするものである。即ちＣｕにＺｎとＮｉ或いは
ＺｎとＳｉを同時に添加する事により、Ｚｎを単独に或
いはＮｉ、ＳｉＯ内の少なく共１種を単独で添加した場
合に比べて耐マイグレーション性が格段に向上し、比較
的少ないＺｎ量で、即ち導電性をあまり低下させる事な
く優れた耐マイグレーション性を得る事が出来る。
尚Ｎｉ、Ｓｉ添加の効果はこれらの内いずれか一方のみ
をＣｕ −Ｚ ｎ二元合金に添加した場合でも大きいも
のであるが、Ｎｉ及びＳｉを同時に添加すると両者が化
合物を形成するので、これらの合金元素添加による導電
率の低下が少なくなり、より一層好ましいものである。
をＣｕ −Ｚ ｎ二元合金に添加した場合でも大きいも
のであるが、Ｎｉ及びＳｉを同時に添加すると両者が化
合物を形成するので、これらの合金元素添加による導電
率の低下が少なくなり、より一層好ましいものである。
第１図にＮｉ、、Ｓｉ添加の効果をＣｕ−２，５Ｎ＋−
０，６Ｓｉ−Ｚｎ合金について例示する。
０，６Ｓｉ−Ｚｎ合金について例示する。
次に本発明における各添加元素の限定理由について説明
する。
する。
Ｚｎの含有量を０．５〜１０ｗｔ％としたのは、Ｚｎは
耐マイグレーション性を向上させるものであるが、０．
５ ｗ Ｌ％未満ではＮｉ、ＳＬが共存しても耐マイグ
レーション性の向上が不充分であり、１０ｗｔ％を超え
ると導電性の低下が大きく、使用時のジュール熱による
発熱が大きくなると共に、応力腐食割れ感受性も大きく
なり信鉗性が低下する為である。特にＺｎの含有量を３
． Ｏｗ ｔ％以上にすると、従来用いられている７／
３黄銅とほぼ同程度の耐マイグレーション性が得られ、
より好ましいものである。
耐マイグレーション性を向上させるものであるが、０．
５ ｗ Ｌ％未満ではＮｉ、ＳＬが共存しても耐マイグ
レーション性の向上が不充分であり、１０ｗｔ％を超え
ると導電性の低下が大きく、使用時のジュール熱による
発熱が大きくなると共に、応力腐食割れ感受性も大きく
なり信鉗性が低下する為である。特にＺｎの含有量を３
． Ｏｗ ｔ％以上にすると、従来用いられている７／
３黄銅とほぼ同程度の耐マイグレーション性が得られ、
より好ましいものである。
Ｎｉ、Ｓｉのうちの１種または２種を各々０．０２〜３
． ｓ ｗ ｔ％としたのは、これらの合金元素はＺｎ
と共存して耐マイグレーション性を向上させるものであ
るが、各々０．０２ ｗ ｔ％未満では耐マイグレーシ
ョン性の向上が不充分であり、各々＆５ｗｔ％を超える
と耐マイグレーション性向上の効果が飽和すると共に、
導電性が低下する為であ又Ｓ ｎ ｓ Ｆ ｅ ｓ Ｃ
ｒ １Ｃｏ ｓ Ｚ ｒ −Ｔ ｉ ｓ Ｍ ｇ −Ｙ
、Ｍｎ、Ａｇ％ＡＨ１Ｐｂ、ミツシュメタルのうちの１
種または２種以上を各々１ｗｔ％未満、合計で２ｗｔ％
以下としたのは、これらの合金元素は導電性をあまり低
下させる事なく、耐マイグレーション性をより一層向上
させるものであるが、各々１ｗＬ％（合計で２ｗｔ％）
を超えると導電性の低下が大きくなる為である。
． ｓ ｗ ｔ％としたのは、これらの合金元素はＺｎ
と共存して耐マイグレーション性を向上させるものであ
るが、各々０．０２ ｗ ｔ％未満では耐マイグレーシ
ョン性の向上が不充分であり、各々＆５ｗｔ％を超える
と耐マイグレーション性向上の効果が飽和すると共に、
導電性が低下する為であ又Ｓ ｎ ｓ Ｆ ｅ ｓ Ｃ
ｒ １Ｃｏ ｓ Ｚ ｒ −Ｔ ｉ ｓ Ｍ ｇ −Ｙ
、Ｍｎ、Ａｇ％ＡＨ１Ｐｂ、ミツシュメタルのうちの１
種または２種以上を各々１ｗｔ％未満、合計で２ｗｔ％
以下としたのは、これらの合金元素は導電性をあまり低
下させる事なく、耐マイグレーション性をより一層向上
させるものであるが、各々１ｗＬ％（合計で２ｗｔ％）
を超えると導電性の低下が大きくなる為である。
以上に述べた様に本発明合金は、耐マイグレーション性
に優れていると共に、導電性も良好であり、半導体部品
、コネクター、端子、開閉器部品、プリント配線板等の
電気電子機器部品やブスバー等の機構部品等隣接する導
体間でのマイグレーシラン現象並びに通電時の発熱が問
題となる各種部品用材料として広範な用途を有するもの
である。
に優れていると共に、導電性も良好であり、半導体部品
、コネクター、端子、開閉器部品、プリント配線板等の
電気電子機器部品やブスバー等の機構部品等隣接する導
体間でのマイグレーシラン現象並びに通電時の発熱が問
題となる各種部品用材料として広範な用途を有するもの
である。
〔実施例１〕
次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。
第１表に示す組成の銅合金を溶解鋳造し、熱間圧延後、
冷間圧延と焼鈍を繰返して、厚さ０．４ｍｍ（最終加工
率：４０％）の板材を製造した。
冷間圧延と焼鈍を繰返して、厚さ０．４ｍｍ（最終加工
率：４０％）の板材を製造した。
この板材を用い、１５Ｘ１０Ｘ５ｃｍの大きさの樹脂モ
ールドタイプの電気接続箱の中に回路長さ１．０ｍ、厚
さ０．４ｍｍ５幅ＺＯｍｍの各種ブスバーを設置して耐
マイグレーション性を調査した。
ールドタイプの電気接続箱の中に回路長さ１．０ｍ、厚
さ０．４ｍｍ５幅ＺＯｍｍの各種ブスバーを設置して耐
マイグレーション性を調査した。
試験は２５℃、相対湿度９０％の雰囲気中で行ない、総
電流２５Ａを１０００時間通電した後のリーク電流を測
定した。又これらの供試材について導電率を測定した０
以上の結果を第１表に併記した。
電流２５Ａを１０００時間通電した後のリーク電流を測
定した。又これらの供試材について導電率を測定した０
以上の結果を第１表に併記した。
第１表から明らかな様に、本発明側合金Ｎｏ１〜１７は
いずれも、リーク電流が０．５３ Ａ以下で耐マイグレ
ーション性が良好であり、又導電率も４０％以上であ、
て、優れた導電性を有している。
いずれも、リーク電流が０．５３ Ａ以下で耐マイグレ
ーション性が良好であり、又導電率も４０％以上であ、
て、優れた導電性を有している。
特にＺｎ量が３．１ ｗ ｔ％のＮｏ９は７／３黄銅（
従来合金Ｎｏ２５）とほぼ同程度の耐マイグレーション
性であり、Ｚｎ量が４．５ ｗ ｔ％以上のＮｏ１０〜
１７はＮｏ２５よりも耐マイグレーション性が優れてい
る。
従来合金Ｎｏ２５）とほぼ同程度の耐マイグレーション
性であり、Ｚｎ量が４．５ ｗ ｔ％以上のＮｏ１０〜
１７はＮｏ２５よりも耐マイグレーション性が優れてい
る。
一方りｎ、Ｎｉ、ＳＬ量が少ない比較例合金Ｎｏ１８〜
２０はリーク電流が大きく、耐マイグレーシラン性が劣
っている。又Ｚｎ％Ｎｉ％Ｓｉ量が多い比較例合金Ｎｏ
２１〜２３は耐マイグレーション性は良好であるが、導
電性が劣っている。
２０はリーク電流が大きく、耐マイグレーシラン性が劣
っている。又Ｚｎ％Ｎｉ％Ｓｉ量が多い比較例合金Ｎｏ
２１〜２３は耐マイグレーション性は良好であるが、導
電性が劣っている。
本発明合金は耐マイグレーション性に優れていると共に
、導電性も良好であり、電気電子機器部品や電気接続箱
等の小型化、高機能化が可能となる等工業上顕著な効果
を奏するものである。
、導電性も良好であり、電気電子機器部品や電気接続箱
等の小型化、高機能化が可能となる等工業上顕著な効果
を奏するものである。
第１図はＺｎ添加量がリーク電流に及ぼす影響を示す説
明図である。
明図である。
Claims (2)
- （１）Ｚｎ０．２〜１０ｗｔ％とＮｉ、Ｓｉのうちの１
種または２種を各々０．０２〜３．５ｗｔ％含み、残部
がＣｕからなる事を特徴とする耐マイグレーション性に
優れた銅合金。 - （２）Ｚｎ０．２〜１０ｗｔ％とＮｉ、Ｓｉのうちの１
種または２種を各々０．０２〜３．５ｗｔ％含み、更に
Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｙ、Ｍｎ
、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｂ、ミッシュメタルのうちの１種また
は２種以上を各々１ｗｔ％未満、合計で２ｗｔ％以下含
み、残部がＣｕからなる事を特徴とする耐マイグレーシ
ョン性に優れた銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308789A JPH02250924A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 耐マイグレーション性に優れた銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7308789A JPH02250924A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 耐マイグレーション性に優れた銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250924A true JPH02250924A (ja) | 1990-10-08 |
Family
ID=13508204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7308789A Pending JPH02250924A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 耐マイグレーション性に優れた銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02250924A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630741B1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-10-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of reducing electromigration by ordering zinc-doping in an electroplated copper-zinc interconnect and a semiconductor device thereby formed |
| JP2007169790A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Viega Gmbh & Co Kg | 媒体水又は飲料水運搬作業用の低マイグレーション部品 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP7308789A patent/JPH02250924A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630741B1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-10-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of reducing electromigration by ordering zinc-doping in an electroplated copper-zinc interconnect and a semiconductor device thereby formed |
| JP2007169790A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Viega Gmbh & Co Kg | 媒体水又は飲料水運搬作業用の低マイグレーション部品 |
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