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(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)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(shù)】
[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(dǎo)電 性和高強(qiáng)度。其中，作為具有高導(dǎo)電性和高強(qiáng)度的銅合金材料，開發(fā)了 Cu-Fe-Ni-P系銅合 金材料（例如參照專利文獻(xiàn)1和2)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第2956696號
[0006] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2012-1781號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的課題
[0008] 近年來，正在尋求與現(xiàn)有的銅合金材料相比兼具進(jìn)一步的高導(dǎo)電性和高強(qiáng)度的銅 合金材料。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供兼顧了高導(dǎo)電性和高強(qiáng)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(jù)本發(fā)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(zhì)量％ 以上〇. 6質(zhì)量％以下的鐵、0. 02質(zhì)量％以上0. 06質(zhì)量％以下的鎳、0. 07質(zhì)量％以上0. 3質(zhì) 量％以下的磷以及0. 01質(zhì)量％以上0. 2質(zhì)量％以下的鎂，余部包含銅和不可避免的雜質(zhì)， 所述銅合金材料的導(dǎo)電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強(qiáng)度為500MPa以上。
[0012] 根據(jù)本發(fā)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(jìn)行熱乳以形成熱乳材的熱乳工序、對所述熱乳材進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(zhì)量％以上0. 6質(zhì)量％以下的鐵、0. 02質(zhì)量％以上 0. 06質(zhì)量％以下的鎳、0. 07質(zhì)量％以上0. 3質(zhì)量％以下的磷以及0. 01質(zhì)量％以上0. 2質(zhì) 量％以下的鎂，余部包含銅和不可避免的雜質(zhì)；在所述第1冷乳工序中，重復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù) 的下述操作：對所述熱乳材進(jìn)行的所述冷乳和以低于被乳制材中發(fā)生再結(jié)晶的溫度的溫度 進(jìn)行的退火。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)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(zhì)量％以上0. 6質(zhì)量％以下的鐵、0. 02質(zhì)量％以上0. 06質(zhì)量％以下的鎳、 〇. 07質(zhì)量％以上0. 3質(zhì)量％以下的磷以及0. 01質(zhì)量％以上0. 2質(zhì)量％以下的鎂，余部包 含銅和不可避免的雜質(zhì)；所述基材的導(dǎo)電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強(qiáng)度為500MPa以 上。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的其他方式，提供一種連接器，所述連接器具有導(dǎo)體部；所述 導(dǎo)體部含有0. 2質(zhì)量％以上0. 6質(zhì)量％以下的鐵、0. 02質(zhì)量％以上0. 06質(zhì)量％以下的鎳、 〇.〇7質(zhì)量％以上0.3質(zhì)量％以下的磷以及0.01質(zhì)量％以上0.2質(zhì)量％以下的鎂，余部包含 銅和不可避免的雜質(zhì)；所述導(dǎo)體部的導(dǎo)電率為75% IACS以上，0. 2%屈服強(qiáng)度為500MPa以 上。
[0015] 發(fā)明的效果
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供兼顧了高導(dǎo)電性和高強(qiáng)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(shí)施方式】
[0017] -.發(fā)明人等獲得的見解
[0018] 首先，對發(fā)明人等獲得的見解的大體狀況進(jìn)行說明。
[0019] 本發(fā)明人等為了進(jìn)一步提高Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料的導(dǎo)電性和強(qiáng)度而進(jìn)行了 深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)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(qiáng)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(dǎo)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(dǎo) 電性提高，另一方面，則存在銅合金材料的強(qiáng)度會降低的可能性。Cu-Fe-Ni-P系銅合金材料 的導(dǎo)電性與強(qiáng)度存在如上所述的此消彼長的關(guān)系。本發(fā)明是基于本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)的上述見 解而提出的。
[0020] 二.本發(fā)明的一個實(shí)施方式
[0021] 接下來，對本發(fā)明的一個實(shí)施方式涉及的銅合金材料的構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0022] (1)銅合金材料的構(gòu)成
[0023] 本實(shí)施方式涉及的銅合金材料含有規(guī)定量的Fe、Ni、P和鎂（Mg)，余部包含銅（Cu) 和不可避免的雜質(zhì)。此外，本實(shí)施方式涉及的銅合金材料的導(dǎo)電率為75% IACS以上，銅合 金材料的〇. 2%屈服強(qiáng)度為500MPa以上。以下，對詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
[0024] 本實(shí)施方式的銅合金材料除了后述的規(guī)定量的Fe、Ni和P以外，進(jìn)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(dǎo)電性的降低，并且表現(xiàn)出提高銅合金 材料的強(qiáng)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(dǎo) 電性并提高銅合金材料的強(qiáng)度。
[0025] 本實(shí)施方式的銅合金材料中Mg的含量例如為0. 01質(zhì)量％以上0. 2質(zhì)量％以下。 當(dāng)Mg的含量低于0.01質(zhì)量％時，Mg會與作為不可避免的雜質(zhì)的氧（0)、硫（S)結(jié)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(qiáng)度的效果。因此，存在無法提高銅合金材料的強(qiáng)度的可能性。而本實(shí)施方式中， 通過Mg的含量為0.01質(zhì)量％以上，即使一部分Mg與作為不可避免的雜質(zhì)的0、S結(jié)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(qiáng)度。例如能夠使 銅合金材料的〇. 2%屈服強(qiáng)度為500MPa以上。進(jìn)而，Mg的含量優(yōu)選為0. 03質(zhì)量％以上。 由此，能夠進(jìn)一步提高銅合金材料的強(qiáng)度。另一方面，雖然Mg是使導(dǎo)電性降低的影響小的 成分，但當(dāng)Mg的含量超過0. 2質(zhì)量％時，Mg在銅合金材料中大量固溶，從而存在不能無視 Mg導(dǎo)致的銅合金材料的導(dǎo)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(dǎo)電性的可能性。而本實(shí)施方式中，通過Mg的含量為0. 2質(zhì)量％以下，能夠抑制Mg導(dǎo)致的 使銅合金材料的導(dǎo)電性降低的影響，維持銅合金材料的高導(dǎo)電性。進(jìn)而，Mg的含量優(yōu)選為 0. 1質(zhì)量％以下。由此，能夠進(jìn)一步抑制Mg導(dǎo)致的使銅合金材料的導(dǎo)電性降低的影響。
[0026] 本實(shí)施方式涉及的銅合金材料中，通過含有Fe、Ni和P，不僅發(fā)生Fe-P化合物的 分散析出，還同時發(fā)生Ni-P化合物的分散析出。本實(shí)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(qiáng)度。
[0027] 這里，本實(shí)施方式中，使導(dǎo)電率降低的影響比Fe大的Ni的含量例如少于專利文獻(xiàn) 1記載的范圍（0. 1質(zhì)量％以上0. 5質(zhì)量％以下）。由此，能夠抑制Ni導(dǎo)致的使銅合金材料 的導(dǎo)電性降低的影響，提高銅合金材料的導(dǎo)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(dǎo)致的提高銅合金材料的強(qiáng)度的效果減小。這里，本實(shí)施方式中，通過如上所述在銅合金材 料中添加規(guī)定量的Mg，即使在使Ni的含量少于專利文獻(xiàn)1所述的范圍的情況下，也能夠維 持銅合金材料的高導(dǎo)電性并提高銅合金材料的強(qiáng)度。
[0028] 具體而言，本實(shí)施方式的銅合金材料中Ni的含量例如為0. 02質(zhì)量％以上0. 06質(zhì) 量％以下。
[0029] 當(dāng)Ni的含量低于0. 02質(zhì)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(qiáng)度的可能性。而本實(shí)施方式中，Ni的含量為0.02質(zhì) 量％以上。由于Ni-P化合物使銅合金材料的強(qiáng)度提高的效果比Fe-P化合物大，若Ni的含 量為0. 02質(zhì)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(xiàn)出Ni-P 化合物導(dǎo)致的提高銅合金材料的強(qiáng)度的效果。進(jìn)而，Ni的含量優(yōu)選為0.03質(zhì)量％以上。由 此，能夠更為確實(shí)地表現(xiàn)出Ni-P化合物導(dǎo)致的提高銅合金材料的強(qiáng)度的效果。
[0030] 另一方面，由于Ni導(dǎo)致的使銅合金材料的導(dǎo)電性降低的影響比Fe大，因此當(dāng)Ni 的含量超過〇. 06質(zhì)量％時，存在不能的Ni導(dǎo)致的使銅合金材料的導(dǎo)電性降低的影響的可 能性。因此，存在銅合金材料的導(dǎo)電率會低于期望的值（例如75% IACS)的可能性。而本 實(shí)施方式中，通過Ni的含量為0. 06質(zhì)量％以下，能夠抑制Ni導(dǎo)致的使銅合金材料的導(dǎo)電 性降低的影響，提高銅合金材料的導(dǎo)電性。例如，能夠使銅合金材料的導(dǎo)電率為70% IACS 以上。進(jìn)而，Ni的含量優(yōu)選為0. 05質(zhì)量％以下。由此，能夠進(jìn)一步抑制Ni導(dǎo)致的使銅合 金材料的導(dǎo)電性降低的影響。
[0031] 此外，本實(shí)施方式的銅合金材料中Fe的含量例如為0. 2質(zhì)量％以上0. 6質(zhì)量％以 下。當(dāng)Fe的含量低于0.2質(zhì)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(qiáng)度的可能性。而本實(shí)施方式中，F(xiàn)e的含量為0.2質(zhì)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(qiáng)度。進(jìn) 而，F(xiàn)e的含量優(yōu)選為0.3質(zhì)量％以上。由此，能夠進(jìn)一步提高銅合金材料的強(qiáng)度。另一方 面，當(dāng)Fe的含量超過0. 6質(zhì)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(dǎo)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(dǎo) 電性的可能性。而本實(shí)施方式中，通過Fe的含量為0. 6質(zhì)量％以下，能夠抑制Fe在銅合金 材料中固溶。作為結(jié)果，能夠抑制銅合金材料的導(dǎo)電性的降低。進(jìn)而，F(xiàn)e的含量優(yōu)選為0.5 質(zhì)量％以下。由此，能夠進(jìn)一步抑制銅合金材料的導(dǎo)電性的降低。
[0032] 此外，本實(shí)施方式的銅合金材料