JPH0472898B2 - - Google Patents
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- JPH0472898B2 JPH0472898B2 JP63304778A JP30477888A JPH0472898B2 JP H0472898 B2 JPH0472898 B2 JP H0472898B2 JP 63304778 A JP63304778 A JP 63304778A JP 30477888 A JP30477888 A JP 30477888A JP H0472898 B2 JPH0472898 B2 JP H0472898B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は強度、導電性および耐マイグレーシヨ
ン性に優れた端子・コネクター用銅合金に関す
る。 〔従来の技術〕 近年、電気電子機器の軽薄短小化のニーズに伴
ない、使用される部品も小型化が進んでいる。こ
れに対応して、端子・コネクターの電極間ピツチ
の近接化あるいは極数の増加、さらには大電流容
量化が進んでいる。 ところで、従来、端子・コネクター用材料とし
ては黄銅あるいはりん青銅が用いられていた。 しかし、従来から、端子・コネクター用材料と
して使用されてきた黄銅あるいはりん青銅のよう
に、導電率の低い材料では、小型化のニーズ、さ
らには電流容量の向上のニーズに対応できず、ジ
ユール熱の発生と耐熱性の面から接合部の嵌合力
が低下をきたし、端子としての機能が劣化する等
の不具合いを生じるようになつてきた。 すなわち、黄銅は、Zn含有量が多く、耐マイ
グレーシヨン性は優れているが、耐応力腐食割れ
性に劣り、導電率も28％IACSと低いという欠点
を有している。 一方りん青銅系合金はSn含有量の増加に伴つ
て、強度、ばね限界値が向上する優れた合金であ
るが、導電率が25％IACS以下と低く、耐熱性も
低い、又耐マイグレーシヨン性も劣るという欠点
を有している。 ここで、マイグレーシヨンとは次のような現象
である。電極に結露が生じたり、外部から水分が
侵入するとその部分において銅イオンが溶出す
る。この溶出した銅イオンはさらに電極間電位で
還元され金属銅として析出する。このような溶
出・還元が繰返し生じると析出した金属銅が成長
する。かかる現象がマイグレーシヨンであり、マ
イグレーシヨンが生じると成長した金属銅のため
電極間に短絡が生ずる。電極間距離が小さいほど
短絡は生じやすい。 以上のような状況のもとで、端子・コネクター
の小型化・高密度化と使用環境の悪化に伴なう電
流容量の増大と耐マイグレーシヨンの問題に対応
すべく、高導電性でかつ、強度、ばね限界値およ
び耐マイグレーシヨン性に優れ、さらに耐食性、
特に耐応力腐食割れ性に対しても優れる材料が要
求されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、上記に説明した、従来の端子・コネ
クター用銅合金の課題を解決すべくなされたもの
であつて、耐応力腐食割れ性、強度、導電性およ
び耐マイグレーシヨン性に優れた端子・コネクタ
ー用銅合金を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の要旨は、Ni：0.4〜4.0wt％、Si：0.1
〜1.0wt％、Zn：1.0〜5.0wt％（1.0wt％含まず）、
Mg：0.05〜0.5wt％とCr、Ti、Zrのいずれか１
種以上を0.001〜0.01wt％（0.01wt％含まず）含
有し、残部がCuと不可避不純物からなることを
特徴とする強度、導電性および耐マイグレーシヨ
ン性に優れた端子・コネクター用銅合金に存在す
る。 以下に本発明を詳細に説明する。 （成分限定理由） NiはSiと共に添加して強度を向上させる元素
であり、含有量が0.4wt％未満では、Siが0.1〜
1.0wt％含有されていても強度の向上は期待でき
ず、又4.0wt％を越えて含有されると加工性が悪
くなり、さらに強度の向上は少ない。よつてNi
含有量は0.4〜4.0wt％とする。 SiはNiと共に化合物を形成して強度を向上さ
せる元素であり、含有量が0.1wt％未満ではNiが
0.4〜4.0wt％含有されていても強度の向上は期待
できず、又1.0wt％を越えて含有されると加工性
と導電率が低下する。よつて、Si含有量は0.1〜
1.0wt％とする。 端子、コネクター用材料に対しては、はんだお
よび錫の濡れ性・密着性は必須特性となる。Zn
ははんだおよび錫めつき層の剥離を抑制する。ま
た、Znは耐マイグレーシヨン性を向上させるた
めの必須元素である。すなわち、Znは電圧が印
加された電気・電子部品の極間に水の侵入や結露
等が生じた場合Cuのマイグレーシヨン形成を抑
え漏洩電流の発生を抑制する。1.0wt％以下では
黄銅と同等の特性が得られず、5.0wt％を越えて
含有された場合は耐マイグレーシヨン性は向上す
るが、導電率が小さくなるとか、応力腐食割れを
起しやすくなる等好ましくない。よつてZn含有
量は1.0〜5.0wt％（1.0wt％含まず）とする。 Mgは熱間加工性および強度、特にばね限界値
を向上させるための必須元素であり、造塊時に原
料より混入してくる低融点のＳと反応し、高融点
のMgSを形成し、熱間加工性を向上させる効果
を有し、さらに0.05wt％以上含有されるとばね限
界値を向上する効果が生ずる。0.5wt％を越えて
含有されてもばね限界値の向上は平衡に達し、か
えつて溶解鋳造時の湯流れ性および鋳造性が劣化
する。したがつてMgの含有量は0.05〜0.5wt％と
する。 Cr、Ti、Zrは鋳塊の粒界を強化し、熱間加工
性を向上する。0.001wt％未満ではその効果は少
なく、又0.01wt％以上含有すると溶湯が酸化し易
くなり、健全な鋳塊が得られなくなる。よつて、
Cr、Ti、Zrのいずれか１種以上を0.001〜0.01wt
％（0.01wt％含まず）とする。 次に製造法の一例について説明する。 まず本発明合金を用いて通常の半連続鋳造法
により鋳塊を造塊し、800℃〜890℃の温度によ
り熱間加工する。 次に、この鋳塊の焼入れを行なう。この時、
焼入れ開始時の温度は600℃以上が望ましく、
冷却速度は15℃／秒以上が望ましい。なぜな
ら、温度が600℃未満では冷却速度を15℃／秒
以上としても、また600℃以上の温度でも冷却
速度が15℃／秒未満では、いずれもNiおよび
Siが固溶できず、析出硬化処理以前に析出を始
め、その析出物が凝集粗大化し、銅合金を強化
する効果が低減するからである。 続いて30％以上の冷間加工を行ない、さらに
析出硬化処理（焼鈍）を行なう。析出硬化処理
は、400〜550℃の温度で行なうことが好まし
く、500℃の温度で行なうことが最も好ましい。
なぜなら、Ni2Siの析出量が最も多くなる温
度、すなわち導電率の最も高くなる温度が500
℃であり、400℃未満の温度ではNi2Si化合物
の析出量が少ないからである。一方600℃を超
えた温度では析出物の粗大化が生じてしまうか
らである。時間は５分〜４時間が好ましい。５
分未満では完全な析出が起こらず、４時間を越
えてもそれ以上の導電率の向上は期待できない
からである。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 表１に示す化学成分の合金を抵抗加熱型電気炉
で大気中にて、木炭被覆下で溶解し、厚さ50mm、
幅80mm、長さ180mmの鋳塊を溶製した。 次いで各々の鋳塊の表裏面を約２mm面削した
後、870℃に加熱し、厚さ15mmまで熱間圧延した。 熱間圧延後、700℃に再加熱し、水中に投入し
急冷した。この時の冷却速度は30℃／秒であつ
た。 次に、表面の酸化物を機械的に除去後、厚さ
0.4mmまで冷間圧延し、500℃の温度で２時間の析
出硬化処理を行なつた。 次に、厚さ0.25mmまで冷間圧延し、続いてばね
限界値および伸びの向上を目的とし、400℃の温
度で低温焼鈍をした。 以上のようにして作成した試料を用いて以下の
各事項について評価を行なつた。 なお、引張試験、応力緩和率、ばね特性および
導電率の試験片は長手方向を圧延方向に平行とし
た。 （強度、ばね特性） 引張試験は2Ton万能試験機にてJIS13号Ｂ試験
片にて行なつた。また、ばね限界値については
JISH3130に基づいて試験を行つた。 （耐応力腐食割れ性） 耐応力腐食割れ性は応力緩和率により評価し
た。応力緩和率が小さいほど耐応力腐食割れ性は
優れていることを示す。 応力緩和率は、中央部の応力が耐力の80％とな
るように冶具にて試料のＵ字曲げを行ない、150
℃で500hr保持し一定時間経過後常温にて曲げぐ
せを測定し、次式より算出したものである。 応力緩和率（％） ＝100（I1−I2）／（I1−I0） I0：冶具の長さ I1：開始時の試料両端部間の距離 I2：500hr経過後の試料両端部間の水平距離 （導電率） 導電率はJISH0505に基づいて測定した。 （耐マイグレーシヨン性） 耐マイグレーシヨン性は最大漏洩電流により評
価した。最大漏洩電流が小さいほど耐マイグレー
シヨン性は優れていることを示す。 漏洩電流の試験は、厚さ0.25mm、幅3.0mm、長
さ80mmの試験片を２枚１組とし、試験片間に直流
電圧14Vを印加して水道水中に５分間浸漬→10分
間乾燥の乾湿繰り返し試験を50サイクル行なつ
た。その間の最大漏洩電流値を高感度レコーダー
で測定した。 以上の各試験における本発明合金と比較合金の
測定結果を表２に示す。 表２からも明らかなように、本発明の実施例
（No.１〜No.７）は、比較例であるNo.12の黄銅ある
いはNo.13のりん青銅よりも導電率及び耐熱性に優
れ、りん青銅並の強度とばね限界値を有してい
る。また、耐マイグレーシヨン性は黄銅並に優れ
ている。耐応力腐食割れ性は黄銅あるいはりん青
銅よりはるかに優れていた。 〔発明の効果〕 以上、説明したように、本発明に係る強度と導
電性に優れる耐マイグレーシヨン性端子・コネク
ター用銅合金はばね限界値、導電率、耐熱性およ
び耐マイグレーシヨン性に優れる等の面で端子・
コネクターの小型化に対応でき、電流容量の増大
に対して接合部の嵌合力の低下による端子の機能
の劣化が少なくなる。 電子機器の使用環境の悪化から、湿気の結露あ
るいは水分の侵入によつて起るCuのマイグレー
シヨン現象を抑制することにより、電極間ピツチ
を小さくしても短絡するという不具合にがなくな
る。 したがつて、本発明合金は端子・コネクターに
適したばね限界値、優れた導電性と応力緩和特性
および耐マイグレーシヨン性を兼備えた合金であ
り、電気電子機器業界への貢献度は多大なものと
なる。
ン性に優れた端子・コネクター用銅合金に関す
る。 〔従来の技術〕 近年、電気電子機器の軽薄短小化のニーズに伴
ない、使用される部品も小型化が進んでいる。こ
れに対応して、端子・コネクターの電極間ピツチ
の近接化あるいは極数の増加、さらには大電流容
量化が進んでいる。 ところで、従来、端子・コネクター用材料とし
ては黄銅あるいはりん青銅が用いられていた。 しかし、従来から、端子・コネクター用材料と
して使用されてきた黄銅あるいはりん青銅のよう
に、導電率の低い材料では、小型化のニーズ、さ
らには電流容量の向上のニーズに対応できず、ジ
ユール熱の発生と耐熱性の面から接合部の嵌合力
が低下をきたし、端子としての機能が劣化する等
の不具合いを生じるようになつてきた。 すなわち、黄銅は、Zn含有量が多く、耐マイ
グレーシヨン性は優れているが、耐応力腐食割れ
性に劣り、導電率も28％IACSと低いという欠点
を有している。 一方りん青銅系合金はSn含有量の増加に伴つ
て、強度、ばね限界値が向上する優れた合金であ
るが、導電率が25％IACS以下と低く、耐熱性も
低い、又耐マイグレーシヨン性も劣るという欠点
を有している。 ここで、マイグレーシヨンとは次のような現象
である。電極に結露が生じたり、外部から水分が
侵入するとその部分において銅イオンが溶出す
る。この溶出した銅イオンはさらに電極間電位で
還元され金属銅として析出する。このような溶
出・還元が繰返し生じると析出した金属銅が成長
する。かかる現象がマイグレーシヨンであり、マ
イグレーシヨンが生じると成長した金属銅のため
電極間に短絡が生ずる。電極間距離が小さいほど
短絡は生じやすい。 以上のような状況のもとで、端子・コネクター
の小型化・高密度化と使用環境の悪化に伴なう電
流容量の増大と耐マイグレーシヨンの問題に対応
すべく、高導電性でかつ、強度、ばね限界値およ
び耐マイグレーシヨン性に優れ、さらに耐食性、
特に耐応力腐食割れ性に対しても優れる材料が要
求されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、上記に説明した、従来の端子・コネ
クター用銅合金の課題を解決すべくなされたもの
であつて、耐応力腐食割れ性、強度、導電性およ
び耐マイグレーシヨン性に優れた端子・コネクタ
ー用銅合金を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明の要旨は、Ni：0.4〜4.0wt％、Si：0.1
〜1.0wt％、Zn：1.0〜5.0wt％（1.0wt％含まず）、
Mg：0.05〜0.5wt％とCr、Ti、Zrのいずれか１
種以上を0.001〜0.01wt％（0.01wt％含まず）含
有し、残部がCuと不可避不純物からなることを
特徴とする強度、導電性および耐マイグレーシヨ
ン性に優れた端子・コネクター用銅合金に存在す
る。 以下に本発明を詳細に説明する。 （成分限定理由） NiはSiと共に添加して強度を向上させる元素
であり、含有量が0.4wt％未満では、Siが0.1〜
1.0wt％含有されていても強度の向上は期待でき
ず、又4.0wt％を越えて含有されると加工性が悪
くなり、さらに強度の向上は少ない。よつてNi
含有量は0.4〜4.0wt％とする。 SiはNiと共に化合物を形成して強度を向上さ
せる元素であり、含有量が0.1wt％未満ではNiが
0.4〜4.0wt％含有されていても強度の向上は期待
できず、又1.0wt％を越えて含有されると加工性
と導電率が低下する。よつて、Si含有量は0.1〜
1.0wt％とする。 端子、コネクター用材料に対しては、はんだお
よび錫の濡れ性・密着性は必須特性となる。Zn
ははんだおよび錫めつき層の剥離を抑制する。ま
た、Znは耐マイグレーシヨン性を向上させるた
めの必須元素である。すなわち、Znは電圧が印
加された電気・電子部品の極間に水の侵入や結露
等が生じた場合Cuのマイグレーシヨン形成を抑
え漏洩電流の発生を抑制する。1.0wt％以下では
黄銅と同等の特性が得られず、5.0wt％を越えて
含有された場合は耐マイグレーシヨン性は向上す
るが、導電率が小さくなるとか、応力腐食割れを
起しやすくなる等好ましくない。よつてZn含有
量は1.0〜5.0wt％（1.0wt％含まず）とする。 Mgは熱間加工性および強度、特にばね限界値
を向上させるための必須元素であり、造塊時に原
料より混入してくる低融点のＳと反応し、高融点
のMgSを形成し、熱間加工性を向上させる効果
を有し、さらに0.05wt％以上含有されるとばね限
界値を向上する効果が生ずる。0.5wt％を越えて
含有されてもばね限界値の向上は平衡に達し、か
えつて溶解鋳造時の湯流れ性および鋳造性が劣化
する。したがつてMgの含有量は0.05〜0.5wt％と
する。 Cr、Ti、Zrは鋳塊の粒界を強化し、熱間加工
性を向上する。0.001wt％未満ではその効果は少
なく、又0.01wt％以上含有すると溶湯が酸化し易
くなり、健全な鋳塊が得られなくなる。よつて、
Cr、Ti、Zrのいずれか１種以上を0.001〜0.01wt
％（0.01wt％含まず）とする。 次に製造法の一例について説明する。 まず本発明合金を用いて通常の半連続鋳造法
により鋳塊を造塊し、800℃〜890℃の温度によ
り熱間加工する。 次に、この鋳塊の焼入れを行なう。この時、
焼入れ開始時の温度は600℃以上が望ましく、
冷却速度は15℃／秒以上が望ましい。なぜな
ら、温度が600℃未満では冷却速度を15℃／秒
以上としても、また600℃以上の温度でも冷却
速度が15℃／秒未満では、いずれもNiおよび
Siが固溶できず、析出硬化処理以前に析出を始
め、その析出物が凝集粗大化し、銅合金を強化
する効果が低減するからである。 続いて30％以上の冷間加工を行ない、さらに
析出硬化処理（焼鈍）を行なう。析出硬化処理
は、400〜550℃の温度で行なうことが好まし
く、500℃の温度で行なうことが最も好ましい。
なぜなら、Ni2Siの析出量が最も多くなる温
度、すなわち導電率の最も高くなる温度が500
℃であり、400℃未満の温度ではNi2Si化合物
の析出量が少ないからである。一方600℃を超
えた温度では析出物の粗大化が生じてしまうか
らである。時間は５分〜４時間が好ましい。５
分未満では完全な析出が起こらず、４時間を越
えてもそれ以上の導電率の向上は期待できない
からである。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 表１に示す化学成分の合金を抵抗加熱型電気炉
で大気中にて、木炭被覆下で溶解し、厚さ50mm、
幅80mm、長さ180mmの鋳塊を溶製した。 次いで各々の鋳塊の表裏面を約２mm面削した
後、870℃に加熱し、厚さ15mmまで熱間圧延した。 熱間圧延後、700℃に再加熱し、水中に投入し
急冷した。この時の冷却速度は30℃／秒であつ
た。 次に、表面の酸化物を機械的に除去後、厚さ
0.4mmまで冷間圧延し、500℃の温度で２時間の析
出硬化処理を行なつた。 次に、厚さ0.25mmまで冷間圧延し、続いてばね
限界値および伸びの向上を目的とし、400℃の温
度で低温焼鈍をした。 以上のようにして作成した試料を用いて以下の
各事項について評価を行なつた。 なお、引張試験、応力緩和率、ばね特性および
導電率の試験片は長手方向を圧延方向に平行とし
た。 （強度、ばね特性） 引張試験は2Ton万能試験機にてJIS13号Ｂ試験
片にて行なつた。また、ばね限界値については
JISH3130に基づいて試験を行つた。 （耐応力腐食割れ性） 耐応力腐食割れ性は応力緩和率により評価し
た。応力緩和率が小さいほど耐応力腐食割れ性は
優れていることを示す。 応力緩和率は、中央部の応力が耐力の80％とな
るように冶具にて試料のＵ字曲げを行ない、150
℃で500hr保持し一定時間経過後常温にて曲げぐ
せを測定し、次式より算出したものである。 応力緩和率（％） ＝100（I1−I2）／（I1−I0） I0：冶具の長さ I1：開始時の試料両端部間の距離 I2：500hr経過後の試料両端部間の水平距離 （導電率） 導電率はJISH0505に基づいて測定した。 （耐マイグレーシヨン性） 耐マイグレーシヨン性は最大漏洩電流により評
価した。最大漏洩電流が小さいほど耐マイグレー
シヨン性は優れていることを示す。 漏洩電流の試験は、厚さ0.25mm、幅3.0mm、長
さ80mmの試験片を２枚１組とし、試験片間に直流
電圧14Vを印加して水道水中に５分間浸漬→10分
間乾燥の乾湿繰り返し試験を50サイクル行なつ
た。その間の最大漏洩電流値を高感度レコーダー
で測定した。 以上の各試験における本発明合金と比較合金の
測定結果を表２に示す。 表２からも明らかなように、本発明の実施例
（No.１〜No.７）は、比較例であるNo.12の黄銅ある
いはNo.13のりん青銅よりも導電率及び耐熱性に優
れ、りん青銅並の強度とばね限界値を有してい
る。また、耐マイグレーシヨン性は黄銅並に優れ
ている。耐応力腐食割れ性は黄銅あるいはりん青
銅よりはるかに優れていた。 〔発明の効果〕 以上、説明したように、本発明に係る強度と導
電性に優れる耐マイグレーシヨン性端子・コネク
ター用銅合金はばね限界値、導電率、耐熱性およ
び耐マイグレーシヨン性に優れる等の面で端子・
コネクターの小型化に対応でき、電流容量の増大
に対して接合部の嵌合力の低下による端子の機能
の劣化が少なくなる。 電子機器の使用環境の悪化から、湿気の結露あ
るいは水分の侵入によつて起るCuのマイグレー
シヨン現象を抑制することにより、電極間ピツチ
を小さくしても短絡するという不具合にがなくな
る。 したがつて、本発明合金は端子・コネクターに
適したばね限界値、優れた導電性と応力緩和特性
および耐マイグレーシヨン性を兼備えた合金であ
り、電気電子機器業界への貢献度は多大なものと
なる。
【表】
Claims (1)
- １ Ni：0.4〜4.0wt％、Si：0.1〜1.0wt％、Zn：
1.0〜5.0wt％（1.0wt％含まず）、Mg：0.05〜
0.5wt％とCr、Ti、Zrのいずれか１種以上を
0.001〜0.01wt％（0.01wt％含まず）含有し、残
部がCuと不可避不純物からなることを特徴とす
る強度、導電性および耐マイグレーシヨン性に優
れた端子・コネクター用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30477888A JPH02149626A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 強度、導電性および耐マイグレーション性に優れた端子・コネクター用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30477888A JPH02149626A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 強度、導電性および耐マイグレーション性に優れた端子・コネクター用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02149626A JPH02149626A (ja) | 1990-06-08 |
| JPH0472898B2 true JPH0472898B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=17937115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30477888A Granted JPH02149626A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 強度、導電性および耐マイグレーション性に優れた端子・コネクター用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02149626A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005317463A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Nikko Metal Manufacturing Co Ltd | 高周波信号伝送用材料および端子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62146231A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Kobe Steel Ltd | 耐マイグレ−シヨン性に優れた高導電性銅合金 |
| JPS6362834A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-19 | Nippon Mining Co Ltd | 直流配線材料用銅合金 |
| JPS63130739A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Nippon Mining Co Ltd | 半導体機器リ−ド材又は導電性ばね材用高力高導電銅合金 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30477888A patent/JPH02149626A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02149626A (ja) | 1990-06-08 |
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