本发明专利技术提供一种具有优异的强度、导电性、耐应力驰豫特性、弯曲加工性、蚀刻性、润湿性、可镀涂性，并且能够稳定生产的Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金。它是一种具有下述组成的铜基合金：含有１．０－４．０质量％的Ｎｉ，含有相对于Ｎｉ质量％浓度１／６－１／４浓度的Ｓｉ，含有０．０５％－０．３质量％的Ｍｇ，余量为Ｃｕ和不可避免的杂质；其特征在于，在与轧制方向平行的断面中，Ｎｉ－Ｓｉ系化合物粒子具有下面（１）和（２）的分布状态：（１）粒径是１０μｍ以上且２０μｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系化合物粒子的个数是２个／ｍｍ↑［２］以下，（２）在由粒径２μｍ以上且２０μｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系化合物粒子构成的Ｎｉ－Ｓｉ系粒子群中，长度０．０５ｍｍ以上且１．０ｍｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系粒子群的个数是２个／ｍｍ↑［２］以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜合金条，更具体地说，本专利技术涉及可用于所谓集成电路(IC)的半导体器件的引线框材料或连接器、端子、继电器、开关等的导电性弹簧材料的铜合金条。
技术介绍
在用于引线框、端子、连接器等电子材料用铜合金条中需要同时满足高强度和高导电性(导热性)的合金基本特性。除这些特性外，还要求有弯曲加工性、耐应力驰豫特性、耐热性、与镀层的密合性、软钎焊润湿性、蚀刻加工性、冲裁加工性、耐腐蚀性等。另一方面，近年来为了适应电子部件的小型化、高集成化，在引线框、端子、连接器中，引线数增加和窄间距化皆在进展之中，器件形状也在复杂化。同时，对组装时和安装后的可靠性的要求一直在提高。在这样的背景下，对上述铜合金原料特性的要求越来越高。从高强度和高导电性的观点出发，近年来，作为电子材料用铜合金，代替以前以磷青铜、黄铜等为代表的固溶强化型铜合金，时效硬化型铜合金的用量在增加。在时效硬化型铜合金中，通过对经过固溶处理的过饱和固溶体进行时效处理，在微细析出物均匀分散、合金强度得到提高的同时，铜中的固溶元素量减少，导电性增加。从而可以得到强度、弹性等机械性能优异且导电性、导热性良好的材料。在时效硬化型铜合金中，Cu-Ni-Si系铜合金是兼具高强度和高导电率的代表性铜合金，它用作电子机器用材料正在实用化。在这种铜合金中，因为铜基体中析出微细Ni-Si系金属间化合物粒子，所以强度和导电率增加。在Cu-Ni-Si系铜合金中，为了改善机械性能等，添加Ni和Si以外其他元素的情况有很多。特别是Mg是添加到Cu-Ni-Si系铜合金中的代表性元素。据报道添加Mg有下述等效果(1)强度和耐应力驰豫特性提高(特开昭61-250134号公报)， (2)热加工性提高(特开平05-345941号公报)，(3)由于Mg变成氧化物而捕获了氧，所以能够防止热处理时Si氧化物的生成或粗化(特开平09-209062号公报)。但是，对于Cu-Ni-Si系合金来说，如果添加Mg，虽然强度和耐应力驰豫特性得以提高，但是合金中易于生成粗大的夹杂物，从而产生弯曲加工性、蚀刻性、可镀涂性等下降的问题。已知如果合金中存在夹杂物，则对弯曲加工性、蚀刻性、可镀涂性等有不良影响。Cu-Ni-Si系铜合金中的夹杂物有氧化物或硫化物等非金属夹杂物和粗大的Ni-Si系化合物两种。在Cu-Ni-Si-Mg系铜合金的情况下，因为Mg比Si更易氧化，所以氧化物的组成是MgO或硫化物是MgS。但是，特开平05-059468号公报中已经说明如果O和S的浓度降到15ppm以下，则可以抑制MgO和MgS的生成。另一方面，根据水野等的报道，如果在Cu-Ni-Si系铜合金中添加Mg，则含15at％左右Mg的粗大Ni-Si系析出物在晶界处粗化生长(水野正隆、逸见羲男、小倉哲造、浜本孝伸铜技术研究会志，第38卷(1999)，第291-297页)。即，如果在Cu-Ni-Si系铜合金中添加Mg，则粗大的Ni-Si系化合物显著增加。如果粗大的Ni-Si系化合物增加，则在蚀刻时污物生成量增加，同时还成为可镀涂性、弯曲加工性下降的主要原因，因此，特开2001-49369号公报中记载，对于Cu-Ni-Si系铜合金，通过使Ni-Si系化合物等夹杂物为10μm以下，并且在平行于轧制方向的断面中将5-10μm的夹杂物个数调整为50个/mm2以下，可以抑制Ni-Si系夹杂物的影响。特开昭61-250134号公报特开平05-345941号公报特开平09-209062号公报特开平05-059468号公报特开2001-49369号公报水野正隆、逸见羲男、小倉哲造、浜本孝伸铜技术研究会志，第38卷(1999)，第291-297页。
技术实现思路
因此，特开2001-49369号公报虽然也包含Cu-Ni-Si-Mg系铜合金，但是仅仅记载了包括也对含有Zn、Sn、Fe等其他金属成分的Cu-Ni-Si系合金能够适用的情况，而没有公开Cu-Ni-Si-Mg系合金个别具体实例的条件。而且，对Ni-Si系粗大粒子的着眼点只是各个粒子的大小和平均个数。再者，为了制造夹杂物的大小和个数在该专利技术要求范围内的合金，必须进行高温长时间的热轧和固溶处理，会出现Cu-Ni-Si-Mg系铜合金条的制造成本上升的问题。另外，高温长时间的热轧和固溶处理还会导致Cu-Ni-Si-Mg系铜合金条的晶粒粗化，不能稳定地得到具有所需特性(强度、弯曲加工性)的制品。因此，本专利技术的目的是解决上述问题。更具体地说，本专利技术的课题是，提供一种不需要导致制造成本升高的高温长时间的热轧和固溶处理就能够制造的具有优异的强度、导电性、耐应力驰豫性、弯曲加工性、蚀刻性、润湿性、可镀涂性，并且能够稳定制造的Cu-Ni-Si-Mg系铜合金条。本专利技术的专利技术人为了实现上述课题，首先从与以前不同的观点出发，对Ni-Si系粗大粒子进行深入研究，其结果是，以前对Ni-Si系粗大粒子的着眼点只注意到各个粒子的大小和平均个数，通过首次提出下面说明的“粒子群”的概念，考察Ni-Si系粗大粒子的分布状态，研究Ni-Si系粗大粒子群对特性的影响。现在参考图1，图1示出使用FE-SEM(场发射扫描电子显微镜，PHILIPS公司制造)以1000倍的倍数能够观察到的Ni-Si系粗大粒子聚集体的代表性的形态。观察与轧制方向平行的断面或正交的断面时，能够观察到在与厚度方向正交的方向排列的Ni-Si系粗大粒子聚集体。该聚集体随后会形成下面定义的Ni-Si系粒子群。Ni-Si系粒子群对特性会引起如下不良影响。(1)软钎焊时，粒子群上不沾软钎焊。(2)蚀刻加工时，粒子溶解后有残留，蚀刻面失去平滑性。(3)进行Ag、Ni等的电镀时，在粒子群上产生电镀针孔。或在粒子群上得不到充分的镀层密合强度，在这部分中会产生镀层剥落或镀层膨胀现象。(4)弯曲加工时，粒子群成为裂纹起点，弯曲加工性恶化。(5)成为冷轧时产生裂纹的原因，使其表面外观受损。另一方面，本专利技术的专利技术人得知了下述见解，发现(1)粒径是10μm以上且20μm以下的粒子，即使分散分布，对特性也有不良影响，但如果个数是2个/mm2以下，则其不良影响可以忽略不计，(2)粒径是2μm以上且小于10μm的粒子，如果分散分布，则对特性的影响小，但是如果聚集成粒子群存在，对于特性有不良影响，(3)粒径小于2μm的粒子，即使聚集成粒子群存在，对特性影响也很小。本专利技术是基于上述见解而完成的，即，本专利技术是一种Cu-Ni-Si-Mg系铜合金条，它是一种具有下述组成的铜基合金含有1.0-4.0质量％的Ni，含有相对于Ni质量％浓度1/6-1/4浓度的Si，含有0.05％-0.3质量％的Mg，余量为Cu和不可避免的杂质，其特征在于，在与轧制方向平行的断面中，Ni-Si系化合物粒子具有下面(1)和(2)的分布状态(1)粒径是10μm以上且20μm以下的Ni-Si系化合物粒子的个数是2个/mm2以下。(2)在由粒径是2μm以上且20μm以下的Ni-Si系化合物粒子构成的Ni-Si系粒子群中，长度0.05mm以上且1.0mm以下的Ni-Si系粒子群的个数是2个/mm2以下。本专利技术是一种Cu-Ni-Si-Mg系铜合金条，其特征在于，含有Sn、Zn、Ag中一种或以上的总量为0.01-2.0质量％。本专利技术其他本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｍｇ系铜合金条，它是一种由下述组成构成的铜基合金：含有１．０－４．０质量％的Ｎｉ，含有相对于Ｎｉ质量百分浓度１／６－１／４浓度的Ｓｉ，含有０．０５％－０．３质量％的Ｍｇ，余量为Ｃｕ和不可避免的杂质；其特征在于，在与轧制方向平行的断面中，Ｎｉ－Ｓｉ系化合物粒子具有下面（１）和（２）的分布状态：（１）粒径为１０μｍ以上且２０μｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系化合物粒子的个数是２个／ｍｍ↑［２］以下，（２）在由粒径２μｍ以上且２０μｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系化合 物粒子构成的Ｎｉ－Ｓｉ系粒子群中，长度为０．０５ｍｍ以上且１．０ｍｍ以下的Ｎｉ－Ｓｉ系粒子群的个数是２个／ｍｍ↑［２］以下。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：前田直文，波多野隆绍，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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