專利名稱：適用于電氣元件、具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高強度和高導(dǎo)電性以及改善的化學(xué)蝕刻性和彎曲成形性的銅合金。本發(fā)明所涉及的銅合金適于用作電氣元件，例如半導(dǎo)體器件，如晶體管和集成電路(IC)的引線框。
近幾年來，IC封裝發(fā)展趨勢的特點是重量輕、外形薄、短、窄。隨著近來表面封裝的推廣，這種趨勢越來越加速發(fā)展，同時，隨著IC塊功能的增加，IC封裝配備有更多的引腳，且其發(fā)熱量減少。
IC封裝的結(jié)構(gòu)在不斷改變和更新，具體簡述如下。
傳統(tǒng)上一直采用引腳插入封裝，其代表是雙列直插式封裝(DIP)。然而，這種封裝已越來越多地被諸如小外形J型引線封裝(SOJ)、小外形封裝(SOP)以及方形扁平封裝(QFP)等之類的表面密集型封裝所代替。因此，表面封裝在目前趨勢的IC封裝中具有極高的封裝密度。
最近，由于引腳增加，因此更加普遍采用細引線間距的QFP。此外，以薄小外形封裝(TSOP)薄方形扁平封裝(TQFP)等所代表的薄型封裝促進了薄板厚度的減小。
順便說說，大多數(shù)多腳、窄腳間距的引線框通常是采用化學(xué)蝕刻方法通過腐蝕作用在銅板厚度方向上進行刻槽來制造的。但是，蝕刻不僅導(dǎo)致銅板厚度方向上預(yù)期的腐蝕溝紋，而且也會導(dǎo)致銅板寬度方向上的側(cè)向蝕刻。這表示，從形成精確的引線寬度和引線間距的角度來看，較薄的銅板更加合適。為了適應(yīng)提供薄型封裝的要求，必須減小引線框的厚度。因此，目前所生產(chǎn)的銅板厚度傾向于從0.15mm減小到0.125mm，甚至0.1mm。
已經(jīng)作了許多嘗試，用沖壓來代替蝕刻。近年來精細沖壓技術(shù)中的顯著改進支持了這些嘗試。雖然沖壓優(yōu)于蝕刻，然而它只能部分地代替蝕刻。
無論如何，引線的強度都會由于引線框厚度和引線寬度的減小而降低。因此，在裝配和安裝電氣器件時引線可能會產(chǎn)生有害的變形。因此，引線框的材料必須具有盡可能高的強度，以便解決上述問題。
此外，隨著IC集成度的提高和外殼引腳數(shù)目的增加，電氣器件的功耗也會增加，其結(jié)果是需要采取一些措施來消散IC塊產(chǎn)生的熱量。因此，引線框熱量散逸性能是一個重要的因素。
概括地說，對于半導(dǎo)體器件引線框的材料來說，必須具備下述各種性能。
(a)足夠高的機械強度，使得引線框的引線不容易變形。
(b)優(yōu)良的化學(xué)蝕刻性能和沖壓成形性，以便刻劃引線框中的引線圖形。
(c)足夠高的導(dǎo)熱性，以便使正在工作的IC塊能有效地散熱。
(d)優(yōu)良的電性能，如添加了銀的銅所具有的性能。
(e)優(yōu)良的焊接性能，便于在外殼中安裝半導(dǎo)體器件。此外，還要求焊錫連接的部位高度牢靠。
(f)為連接IC芯片和內(nèi)部引線所要求的優(yōu)良的銀鍍層性能。
(g)耐氧化性能如此優(yōu)良，以致于當(dāng)材料經(jīng)受熱處理工藝，如進行焊接時材料表面不致被氧化。
(h)優(yōu)良的循環(huán)彎曲性能。
(i)價格低廉。
無論是銅合金，如磷青銅，還是42合金(42％重量的Ni-Fe)從幾個方面來看都有其優(yōu)點，而從另一些方面來看都有其缺點。換句話說，習(xí)用的材料不能滿足上述所要求的全部性能。特別是，習(xí)用材料的引線框不能滿意地符合對強度、化學(xué)蝕刻性能以及彎曲成形性等性能要求。根據(jù)引線框的發(fā)展趨勢，即引腳數(shù)目增加、由于體積減小而使形狀更加復(fù)雜化以及腳間距的減小等，引線框的材料必須進一步改進。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種金屬材料，這種材料符合半導(dǎo)體器件等的引線框所要求的上述各種性能，其強度以維氏硬度表示約200或更高，相當(dāng)于65Kgf/mm2或更高的拉伸強度，IACS為50％或更高(IACS國際韌銅標(biāo)準(zhǔn)，100％IACS等于100％純銅的導(dǎo)電率)，相當(dāng)于比42合金高約15倍，且其彎曲成形性和化學(xué)蝕刻性能有所改善。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種金屬材料，這種材料符合半導(dǎo)體器件等的引線框所要求的上述各種性能，其拉伸強度為65Kgf/mm2或更高，IACS為50％或更高，較好為約70％，并且有優(yōu)良的彎曲成形性和沖壓(Press-blanking formability)成形性。
本發(fā)明的再一個目的是實現(xiàn)所述的第一個目的，同時也改善所述的沖壓(Press-blanking formability)成形性。
本發(fā)明的發(fā)明者作了研究以達到所述的第一個目的，并得出下述結(jié)論。
作為銅合金基底材料的銅具有比42合金好得多的導(dǎo)熱性。因此，對于引線框而言，在散熱性能方面銅合金要比非銅材料好得多。此外，與42合金相比，銅合金的電性能、銀鍍層性能、焊接性能、抗氧化性能和延伸率都能保持較好的水平。因此，當(dāng)賦予銅合金的強度、循環(huán)彎曲成形性和化學(xué)蝕刻性能達到薄型引線框，特別是厚度為0.10-0.15mm的引線框所要求的水平，而且上述較好的性能未受到損害時，就可消除普通銅合金的缺點，得到適合于半導(dǎo)體器件的引線框、導(dǎo)電彈簧等的改進材料。
基于上面的結(jié)論，本發(fā)明的發(fā)明者們注意到Cu-Cr-Zr合金的金相學(xué)特性，這種合金是一種沉淀硬化型銅合金，因此與固溶型銅合金相比有較高的強度，而不會降低導(dǎo)電性。由于對Cu-Cr-Zr合金進行研究的結(jié)果，得到了下面的發(fā)現(xiàn)(a)Cr和Zr是賦予高強度的非常有效的元素。此外，Cr的貢獻還在于提高導(dǎo)電性。然而，只靠加入這些元素仍然無法確保引線框或?qū)щ姀椈伤蟮臐M意的強度。添加Ti和Fe對于進一步提高強度是有效的。
(b)雖然Ti和Fe對于提高銅合金的強度非常有效，但其含量對化學(xué)蝕刻性能和導(dǎo)電性有很大的影響。因此，應(yīng)當(dāng)針對能達到良好的化學(xué)蝕刻性和導(dǎo)電性的目的來規(guī)定Ti和Fe的添加量。在加有Ti和Fe的銅合金中，當(dāng)合金成分，即Cr、Zr和Fe，的含量及合金中各元素的比例受到嚴格控制時，各種性能，如強度、導(dǎo)電性和化學(xué)蝕刻性就可達到高水平的平衡。此外，當(dāng)加有Ti和Fe的Cu-Cr-Zr合金的固溶處理溫度控制得能得到60微米或更小的平均粒度時，就能使彎曲成形性與上面規(guī)定的性能在高水平上達到平衡。
(c)在上述合金中加入規(guī)定量的Zn、Sn、In、Mn、P、Mg或Si可以提高焊接部位的牢靠性并進一步提高強度性能。
本發(fā)明者作了研究以達到所述的第二個目的，并得出下述的結(jié)論。
銅基合金顯示出良好的導(dǎo)熱性和電性能。與42合金相比，銅基合金的銀鍍層性能、焊接性能、耐氧化性能及延伸率都比較好。只要強度、沖壓成形性和彎曲成形性符合薄板所要求的水平，同時上述比較好的性能又沒有受到損害，那么適用于半導(dǎo)體器件引線框、導(dǎo)電彈簧等的改進材料就成為現(xiàn)實。
本發(fā)明的發(fā)明人對Cu-Cr-Zr合金的研究揭示了下述發(fā)現(xiàn)(d)、(e)和(f)。
(d)Cr和Zr是提供高強度的非常有效的元素。Cr的貢獻還在于提高導(dǎo)電性。然而，只靠加入Cr和Zr仍然無法確保適合于未來引線框的完全滿意的沖壓成形性。
(e)迄今為止一直避免在銅合金中加入硫(S)，因為硫?qū)ρ由炻蕰a(chǎn)生相當(dāng)大的有害影響。但是，按嚴格規(guī)定的濃度把硫加入到Cu-Cr-Zr合金中顯著改善了沖壓成形性，而對于引線框所要求的性能，主要是延伸率不會產(chǎn)生實際上有害的影響。各種性能，如強度、導(dǎo)電性和沖壓成形性可以達到高水平的平衡。此外，當(dāng)平均粒度控制在60微米或更小時，彎曲成形性與其他性能可以達到高水平的平衡。
(f)在上述合金中添加特定量的Zn、Sn、In、Mn、P、Mg或Si可以進一步提高焊接部位的牢靠性和強度性能。
基于上述(a)至(f)的發(fā)現(xiàn)，也達到了所述的第三個目的。
達到了所述第一個目的的本發(fā)明包括(a)至(c)項發(fā)現(xiàn)，并涉及適用于電氣元件、具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包括0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.1-0.60％范圍內(nèi)時Fe/Ti的重量比是0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60％-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比是1.1-2.6，而且該合金的平均粒度為60微米或更小。這種銅合金以下稱為第一種銅合金，并還可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)總量為0.01-1％的選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中的至少一種元素。該第一種銅合金的突出特點是各種性能，如強度、導(dǎo)電性、化學(xué)蝕刻性、彎曲成形性以及焊接部位的牢靠性達到了高水平的平衡。
達到了所述第二個目的的本發(fā)明包括上述(d)-(f)項發(fā)現(xiàn)，并涉及適用于電氣元件、具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包括0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.0005-小于0.01％的S，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，該合金的平均粒度為60微米或更小。這種銅合金以下稱為第二種銅合金，并且還可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)總量為0.01-1％的選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中的至少一種元素。該第二種銅合金的突出特點是各種性能，如強度、導(dǎo)電性、彎曲成形性、沖壓成形性以及焊接部位的牢靠性達到了高水平的平衡。
達到了所述第三個目的的本發(fā)明包括上述(a)-(f)項發(fā)現(xiàn)，并涉及適用于電氣元件、具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包括0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、0.0005-小于0.008％的S，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的比例是0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60％-0.80％的范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的比例是1.1-2.6。這種銅合金以下稱為第三種銅合金，并且還可含有(a)0.05-2.0％的Zn和/或(b)總量為0.01-1％的選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si中至少一種元素。該第三種銅合金的突出特點是各種性能，如強度、導(dǎo)電性、化學(xué)蝕刻性、彎曲成形性、沖壓成形性以及焊接部位的牢靠性達到了高水平的平衡。
鑒于下述原因，在第一種銅合金中合金的組分和粒度限定在上述數(shù)值范圍內(nèi)。
A)合金組分(a)Cr在固溶熱處理之后由于陳化，Cr沉淀在除了含有Cr還含有Zr、Ti和Fe的本發(fā)明的合金的基體中。因此，Cr提高強度和導(dǎo)電性的功能得以實現(xiàn)。Cr以能實現(xiàn)這種功能的有效量存在于該合金中，即至少為0.05％。另一方面，如果Cr的含量超過約0.30％，則即使在固溶熱處理之后，不溶解的Cr仍留在基體中。此外，如果Cr的含量超過0.40％，則在垂直于軋輥表面的橫截面進行化學(xué)蝕刻時，可在該橫截面上觀察到呈須晶形式的粗大Cr夾雜物。這種粗大夾雜物會損害制造引線框所要求的化學(xué)蝕刻性和彎曲成形性。因此，Cr的含量規(guī)定為0.05-0.40％。
(b)Zr在第一種合金中Zr的功能在于由于陳化處理Zr與Cu形成一種化合物，并沉淀于基體中使該基體強度增大。Zr應(yīng)以能實現(xiàn)此種功能的有效量存在于第一種合金中，即0.03％或更高。另一方面，如果Zr的含量大于0.25％，則即使在固溶熱處理之后不溶解的Zr仍留在基體中，其結(jié)果是導(dǎo)電性和彎曲成形性受損。因此，Zr的含量規(guī)定為0.03-0.25％。
(c)Ti和Fe當(dāng)本發(fā)明的合金經(jīng)受陳化時就會在該合金的基體中形成Ti和Fe的金屬間化合物。結(jié)果進一步提高了強度。Ti和Fe應(yīng)以能實現(xiàn)這種功能的有效量存在于該合金中，即至少各為0.10％。另一方面，當(dāng)Ti含量超過0.80％或Fe含量超過1.80％時，主要成分為Ti和Fe的夾雜物不溶于銅合金熔體中，會長大到5微米或更大，其結(jié)果是銅合金板的蝕刻性能嚴重受損。
這里要指出的是，即使Ti和Fe含量的總和不變，本發(fā)明合金的強度和導(dǎo)電性也會依Fe/Ti的重量比不同而大不相同。更具體說，當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，如果Fe/Ti重量比小于0.66，則導(dǎo)電性會大大下降，而且，當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，如果Fe/Ti的重量比小于1.1，則導(dǎo)電性也會大大下降。另一方面，當(dāng)Ti含量在0.10-0.80％范圍內(nèi)時，如果Fe/Ti的重量比超過2.6，則強度會降低。因此，F(xiàn)e/Ti的重量比對導(dǎo)電性和強度的影響彼此相反。在Ti含量為0.10-0.60％范圍內(nèi)，若Fe/Ti的重量比為0.66-2.6，以及在Ti含量為大于0.60-0.80％范圍內(nèi)，若Fe/Ti的重量比為1.1-2.6，則導(dǎo)電性和強度可以達到高水平的平衡。較好是，在Ti含量為0.10-0.60％時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-1.7，而且，在Ti含量為大于0.60-0.80％時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-1.7，因為此條件下合金的強度大于將Fe/Ti的重量比調(diào)節(jié)到大于1.7時所得到的強度。
基于上述考慮，F(xiàn)e和Ti的含量以及Fe/Ti的重量比應(yīng)按上述規(guī)定添加，以便滿足對強度、導(dǎo)電性和蝕刻性能的要求。
(d)Zn如有必要，可在本發(fā)明的合金中添加Zn，以加強焊錫的耐熱剝離性能。如有必要，Zn含量應(yīng)為能實現(xiàn)上述功能的有效量，即0.05％或更高。另一方面，如果Zn含量大于2.0％，則導(dǎo)電性會降低。因此，Zn含量規(guī)定為0.05-2.0％。
(e)Sn、In、Mn、P、Mg和SiSn、In、Mn、P、Mg和Si可以提高本發(fā)明的銅合金的強度，而不會過分降低導(dǎo)電性，這主要是由于固溶硬化的原因。如有必要，可在本發(fā)明的合金中添加一種或幾種上述元素。在這種情況下，這些元素在本發(fā)明的銅合金中的含量應(yīng)為能實現(xiàn)上述功能的有效量，即總量為0.01％或更高。另一方面，如果在本發(fā)明的合金中這些元素的總含量大于1.0％，則導(dǎo)電性和彎曲成形性會受到損害。因此，Sn、In、Mn、P、Mg和/或Si的總含量定為0.01-1％。
B)粒度第一種銅合金的粒度對彎曲成形性有很大的影響。更具體說，彎曲成形性隨著粒度的減小而提高。在本發(fā)明中，彎曲成形性是通過循環(huán)彎曲成形性測定的。在本發(fā)明中平均粒度控制在60微米或更小。降低固溶熱處理溫度可以將粒度控制到較小的數(shù)值，這取決于合金元素及其含量。
鑒于下述原因，在第二種銅合金中合金的組分和粒度限定在上述數(shù)值范圍內(nèi)。
A)合金組分(a)CrCr的作用(功能)及限定較低Cr含量的原因與在第一種銅合金中所述的相同。另一方面，如果Cr的含量超過約0.30％，則即使在固溶熱處理之后Cr在基體中仍然處于不溶解狀態(tài)。此外，如果Cr的含量超過0.40％，則容易產(chǎn)生沖壓的尾料(tailing，即從毛口分出的金屬片)，其結(jié)果是妨礙了穩(wěn)定的壓制操作。因此Cr的含量規(guī)定為0.05-0.40％。
(b)ZrZr的作用及限制其含量的原因與在第一種銅合金中所述的相同。
(c)SS在銅合金中形成一種非金屬夾雜物。隨著S含量的增加，容易從非金屬夾雜物處產(chǎn)生裂紋，其結(jié)果是伸長率下降。但是，這表示在沖壓時工件的剪切平面增加，而斷裂平面減少。在這種情況下，工件的毛口廢料和剪切廢料受到抑制。因此，S給沖壓成形帶來了顯著的改進，例如提高了工件的尺寸精度。在S含量低于0.0005％時，這種改進是得不得的。另一方面，當(dāng)S含量高于0.01％時，延伸率會下降，因而循環(huán)彎曲成形性嚴重受損。
(d)ZnZn含量與第一種銅合金相同。
(e)Sn、In、Mn、P、Mg和Si這些元素的作用及限制其含量的原因與第一種銅合金中相同。
B)粒度第二種銅合金的粒度對彎曲成形性有很大的影響。更具體說，彎曲成形性隨著粒度的減小而提高。在本發(fā)明中，彎曲成形性是通過循環(huán)彎曲成形性測定的。在本發(fā)明中平均粒度控制在60微米或更小，較好控制在40微米或更小。因此，本發(fā)明的銅合金的平均粒度控制在60微米或更小，更好是控制在40微米或更小。
鑒于下述原因，在第三種銅合金中合金組分和粒度限定在上述數(shù)值范圍內(nèi)。
A)合金組分(a)CrCr的作用及限定其含量的原因與第二種銅合金中相同。
(b)ZrZr的作用及限定其含量的原因與第一種銅合金中相同。
(c)Ti和FeTi和Fe的作用及限定其含量的原因與第一種銅合金中相同。
(d)SS的作用及限定其含量的原因與第一種銅合金中相同。但是，S含量的上限是0.008％。
(e)ZnZn的作用及限制其含量的原因與第一種銅合金中相同。
(f)Sn、In、Mn、P、Mg和Si這些元素的作用及限制其含量的原因與第一種銅合金中相同。
B)粒度限制平均粒度的原因與第一種銅合金中相同。
下面結(jié)合實例更具體地說明本發(fā)明。
實例1用電工銅作原料，將其置于高頻熔煉爐中使之在1200℃下熔融，制備具有表1和表2所示各種組成的銅合金。每種合金都鑄成錠，并將其表面清理干凈。然后將各合金錠加熱至950℃1小時，然后熱軋成8mm厚的合金板。再將這些合金板在900℃下進行固溶熱處理并冷軋成0.3mm厚的薄板。然后在440℃進行陳化12-24小時。接著進行冷軋制成0.15mm厚的薄板。最后將這些薄板在500℃進行應(yīng)力消除退火。測定所得薄板的平均粒度。結(jié)果也列于表1和表2中。表1合金編號化學(xué)成分(重量％) 平均粒度Fe/Ti(微米)Cr Zr Ti Fe Zn Sn In Mn P Mg Si本發(fā)明1 0.21 0.20 0.34 0.55 ----- - - 1.6 16合金 2 0.21 0.11 0.49 1.19 0.23 ---- - - 2.4 163 0.22 0.12 0.10 0.10 0.21 ---- - - 1 584 0.20 0.12 0.68 1.70 0.20 ---- - - 2.565 0.21 0.11 0.63 0.88 0.24 ---- - - 1.4 106 0.18 0.14 0.35 0.55 0.23 ---- - - 1.6 187 0.28 0.18 0.33 0.53 0.31 ---- - - 1.6 208 0.06 0.13 0.34 0.53 0.21 ---- - - 1.6 179 0.21 0.24 0.33 0.55 0.19 ---- - - 1.7 1610 0.23 0.06 0.34 0.57 0.21 ---- - - 1.7 1711 0.21 0.11 0.56 0.95 0.93 ---- - - 1.7 2112 0.22 0.12 0.56 0.97 0.07 ---- - - 1.7 2013 0.21 0.11 0.21 0.25 0.23 ---- - - 1.2 3814 0.22 0.12 0.43 0.33 0.21 ---- - - 0.77 2615 0.20 0.13 0.35 0.64 0.24 ---- - - 1.8 2316 0.21 0.11 0.56 0.61 0.22 ---- - - 1.1 2217 0.22 0.13 0.55 0.93 0.21 ---- - - 1.7 1418 0.06 0.13 0.76 1.48 0.26 ---- - - 1.9819 0.21 0.13 0.22 0.26 0.21 0.1 --- - - 1.2 3420 0.23 0.10 0.45 0.82 0.26 --0.06 - - - 1.8 1621 0.22 0.13 0.24 0.38 0.22 -0.2 -- - - 1.6 2822 0.21 0.12 0.43 0.35 0.21 ---0.2 - - 0.81 2423 0.20 0.13 0.53 0.95 0.24 ---- 0.16- 1.8 1724 0.21 0.11 0.35 0.57 0.22 ---- - 0.2 1.6 1625 0.22 0.10 0.37 0.58 0.18 0.1 --- - 0.1 1.6 1426 0.23 0.13 0.24 0.38 0.21 -0.3 -- 0.1 0.1 1.6 2827 0.18 0.15 0.23 0.39 0.25 --0.10 0.05- 0.2 1.7 2728 0.23 0.14 0.23 0.40 --0.3 -- - - 1.7 27注其余為銅和雜質(zhì)表2合金編號 化學(xué)成分(重量％) 平均粒度Fe/Ti(微米)Cr ZrTiFeZnSnIn MnPMgSi對比29 *0.42 0.11 0.34 0.52 0.21 - -- -- - 1.51830 *0.04 0.12 0.33 0.53 0.23 - -- -- - 1.61531 0.19*0.32 0.33 0.56 0.22 - -- -- - 1.71632 0.20*0.04 0.32 0.55 0.24 - -- -- - 0.58 1733 0.25 0.13 *0.85 *1.85 0.21 - -- -- - 2 834 0.24 0.14 0.12 *0.07 0.23 - -- -- - 0.58 *6535 0.21 0.13 0.75 0.77 0.25 - -- -- - *1 1236 0.24 0.12 0.22 0.63 0.28 - -- -- - *2.3 2437 0.23 0.13 0.43 1.58 0.27 - -- -- - *3.7 1338 0.24 0.12 0.44 0.22 0.29 - -- -- - *0.5 2339 0.23 0.12 0.62 1.71 0.25 - -- -- - *2.8940 0.23 0.13 0.61 0.58 0.24 - -- -- - *0.95 1141 0.21 0.14 0.35 0.64 *2.20 - -- -- - 1.81642 0.24 0.16 0.42 0.45 0.04 *1.1 -- -- - 1.11643 0.21 0.19 0.38 0.44 - - *1.4 - -- - 1.22044 0.25 0.14 0.40 0.41 - - -*1.20 -- - 1 1845 0.26 0.13 0.45 0.48 - - -- *1.1 - - 1.11446 0.23 0.14 0.47 0.50 - - -- -*1.9 - 1.11747 0.24 0.17 0.42 0.43 - - -- -- *1.8 1 1948 0.19 0.09 0.40 0.50 - -*1.6 - 0.3 0.8 - 1.320注其余為銅和雜質(zhì)。
星號表示超出本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)對所得到的薄板的引線框各項性能進行評估，如測定其拉伸強度、延伸率、導(dǎo)電性、循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、焊錫的耐熱剝離性能、銀鍍層性能以及蝕刻性能等。
拉伸強度和延伸率通過拉伸試驗測定。導(dǎo)電性用％IACS表示的導(dǎo)電性進行評估。拉伸強度為65Kgf/mm2或更高時就判為是合格的。導(dǎo)電性為50％IACS或更高時就判為是合格的。
循環(huán)彎曲成形性用循環(huán)彎曲試驗測定，其中薄板在彎曲半徑/板厚＝1的條件下彎曲90°，并進一步在平行于或垂直于軋制方向上重復(fù)進行彎曲試驗。彎曲試驗一直進行到薄板斷裂為止，并記錄彎曲次數(shù)，其中一次正向彎曲和一次反向彎曲計為1次彎曲。若彎曲次數(shù)達到4次或以上時，則循環(huán)彎曲成形性判為合格(○)，若彎曲次數(shù)小于4次，則判為不合格(×)。
焊接性能用焊錫檢驗器通過表面張力法測定。零交叉時間(Zerocorssing time)用meniscograph法測定。所用的焊料是60％Sn—40％Pb，焊料溶池溫度定在230±5℃。當(dāng)零交叉時間小于1秒時，焊接性能判為合格(○)，而當(dāng)零交叉時間為1秒或更長時，則焊接性能判為不合格(×)。
焊錫的耐熱剝離性能按如下方法測定；在試樣上焊上5微米厚的90％Sn—10％Pb焊料鍍層，將如此處理的試樣在150℃的空氣中保溫1000小時。每隔100小時中斷這種保溫，并從保溫設(shè)備中抽出該試樣，在彎曲半徑/試樣厚度＝1的條件下將試樣正向和反向彎曲90°一次。然后觀察鍍層彎曲部位是否已經(jīng)剝離。若500小時后才開始剝離，則焊錫的耐熱剝離性能判為合格(○)，若在500小時或更短的時間就開始剝離，則焊錫的剝離性能判為不合格(×)。
銀鍍層性能按下述方法測定在試樣表面上鍍上5微米厚的銀鍍層，在空氣中于350℃將如此處理后的試樣加熱3分鐘。然后觀察該銀鍍層表面上是否出現(xiàn)隆起(膨脹)。若未出現(xiàn)隆起，則銀鍍層性能判為合格(○)，若出現(xiàn)隆起，則銀鍍層性能判為不合格(×)。
化學(xué)蝕刻性能用三氯化鐵水溶液浸蝕試樣來測定。化學(xué)浸蝕的表面可用掃描電子顯微鏡測量夾雜物的最大尺寸來觀察。當(dāng)夾雜物的最大尺寸分別為小于1微米、1微米-小于5微米及5微米或更大時，化學(xué)蝕刻性能分別判為好(◎)、合格(○)和不合格(×)。表3合金拉伸 延伸率 導(dǎo)電性循環(huán)彎曲焊接 焊錫剝 銀鍍層 夾雜物編號強度 成形性 性能 離初始 性能 最大尺寸平行 垂直 時間方向 方向(kgf/mm2)(％) (％IACS)本發(fā)明1 69.17.063.9 ○ ○ ○ ○ ○ ◎合金 2 65.28.966.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○3 65.09.165.8 ○ ○ ○ ○ ○ ◎4 69.08.256.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○5 70.27.350.3 ○ ○ ○ ○ ○ ○6 68.18.465.6 ○ ○ ○ ○ ○ ◎7 71.26.862.4 ○ ○ ○ ○ ○ ◎8 65.48.068.1 ○ ○ ○ ○ ○ ◎9 70.56.864.0 ○ ○ ○ ○ ○ ◎10 68.18.668.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎11 66.47.953.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○12 66.38.458.5 ○ ○ ○ ○ ○ ○13 69.68.260.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎14 72.49.353.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎15 70.48.665.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎16 71.29.052.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎17 67.49.257.4 ○ ○ ○ ○ ○ ○18 69.58.951.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○19 72.37.865.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎20 66.28.268.1 ○ ○ ○ ○ ○ ○21 65.17.767.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎22 74.17.251.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎23 68.18.155.2 ○ ○ ○ ○ ○ ○24 69.67.964.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎25 70.17.563.9 ○ ○ ○ ○ ○ ◎26 67.17.565.2 ○ ○ ○ ○ ○ ◎27 68.27.264.3 ○ ○ ○ ○ ○ ◎28 65.57.467.4 ○ ○ ○ ○ ○ ◎表4合金拉伸 延伸率 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲 焊接 焊錫剝 銀鍍層 夾雜物編號強度 成形性性能 離初始 性能 最大尺寸平行垂直時間方向方向(kg/mm2)(％) (％IACS)對比2 968.3 5.565.4× ×○○ ○ ×合金30 61.38.668.3○ ○○○ ○ ◎31 72.15.161.3× ×○○ ○ ◎32 61.87.266.8○ ○○○ ○ ◎33 71.47.842.0× ×○○ × ×34 58.05.267.6× ×○○ ○ ◎35 73.27.532.5○ ○○○ ○ ○36 58.58.568.2○ ○○○ ○ ◎37 50.28.970.2○ ○○○ ○ ○38 70.88.045.0○ ○○○ ○ ◎39 61.78.241.3○ ○○○ ○ ○40 72.37.236.5○ ○○○ ○ ○41 67.28.349.5○ ○○○ ○ ◎42 69.57.248.1× ×○× ○ ◎43 67.57.649.7× ×○× ○ ◎44 68.66.948.7× ×○× ○ ◎45 69.36.348.1× ×○× ○ ◎46 70.16.242.1× ×○× ○ ◎47 68.95.943.2× ×○× ○ ◎48 69.54.945.1× ×○× ○ ◎
從表3和表4所列結(jié)果可清楚地看出下列事實本發(fā)明的1-28號合金每種都具有65Kgf/mm2或更高的拉伸強度和50％IACS或更高的導(dǎo)電性。此外，循環(huán)彎曲成形性能、焊接性能、焊錫的耐熱剝離性能、銀鍍層性能以及以夾雜物最大尺寸表示的蝕刻性能均為合格或良好。
與此相反，對比合金29號的Cr含量超過了本發(fā)明規(guī)定的上限值，產(chǎn)生了粗達5微米或更大的夾雜物，因此蝕刻性能不合格。另外，由于存在粗大的夾雜物，其循環(huán)彎曲成形性也不合格。
對比合金30號的Cr含量低于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此拉伸強度低于65Kgf/mm2且很低。
對比合金31號的Zr含量超過了本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此循環(huán)彎曲成形性不合格。對比合金32號的Zr含量低于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此強度很低。
對比合金33號的Ti和Fe含量超過了本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此，導(dǎo)電性低于50％IACS；此外，循環(huán)彎曲成形性、銀鍍層性能及蝕刻性能都不合格。
對比合金35、38和40號的Fe/Ti重量比小于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此，導(dǎo)電性低于50％IACS。另一方面，對比合金36、37和39號的Fe/Ti重量比超了本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此，強度低于65Kgf/mm2，且很低。
對比合金42-48號的Sn、In、Mn、P、Mg和Si的含量超過了本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此，導(dǎo)電性低。
對比合金34號的平均粒度大于60微米，即超過了本發(fā)明的規(guī)定值，因此循環(huán)彎曲成形性不合格。
對比合金41號的Zn含量超過了本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此所制成的薄板的導(dǎo)電性不合格。
實例2(第二種銅合金的例子)用實例1的方法，但陳化溫度為400℃，制備最終產(chǎn)品為O.15mm厚薄板、具有表5所示各種組成的銅合金。按實例1方法進行同樣的試驗以評估引線框的各項性能，即拉伸強度、延伸率、導(dǎo)電性、循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、焊錫的耐熱剝離性能以及銀鍍層性能等。
作為引線框評估項目之一的沖壓成形性是用壓力機使試片斷裂，然后用光學(xué)顯微鏡觀察斷裂表面而測得的。這種可成形性的評估是根據(jù)有或者沒有毛口和如下所定義的剪切截面百分率作出的。評判沖壓成形性的一個標(biāo)準(zhǔn)是若剪切截面百分率達到80％或更高，則沖壓成形性為合格，若該百分率小于80％，則為不合格。評判沖壓成形性的另一標(biāo)準(zhǔn)是若沒有毛口，就算合格，若有毛口，則為不合格。
剪切截面百分率定義為(試片的剪切截面面積)＋(試片的斷裂截面面積＋試片的剪切截面面積)×100％。
評估結(jié)果列于表6。表5合金編號化學(xué)成分(重量％) 平均粒度(微米)CrZrS ZnSnIn Mn PMg Si本發(fā)明51 0.18 0.15 0.0030 - - ----- 20合金 52 0.20 0.12 0.0015 0.21 - ----- 2653 0.25 0.20 0.0032 0.19 - ----- 1254 0.16 0.19 0.0045 0.11 - ----- 2155 0.34 0.22 0.0054 0.68 - -----756 0.19 0.15 0.0040 0.27 - ---0.10 - 1157 0.34 0.22 0.0082 0.37 - -0.09 --0.10 858 0.20 0.15 0.0095 0.23 - 0.11 --0.05 - 1059 0.29 0.23 0.0071 0.11 0.30 -----960 0.35 0.22 0.0098 0.22 0.12 --0.04 -0.021061 0.35 0.08 0.0062 0.23 -- ---- 1162 0.19 0.20 0.0031 - -- -0.02 -- 12對比 63 0.18 0.08 *- 0.28 -- ---- 3864 0.27 *0.26 *- 0.12 -- ----865 0.15 0.20 *0.0003 0.12 -- ---- 1866 0.35 0.21 *- 0.72 -- ---- 1267 0.18 0.11 *- 0.28 -- --0.05 - 1068 0.36 0.14 *- 0.35 -- 0.06 --0.082369 0.24 *0.03 *- 0.25 0.1 0.02 --0.03 - *4570 0.35 0.22 *- 0.08 0.30 - ---- 1671 0.36 0.22 *- 0.18 0.10 - -0.03 -0.021572 0.38 0.12 *- - -- -0.02 -- 1873 0.32 0.15 *- 0.31 -- -0.04 0.04 - 1874*0.02 0.21 *- 0.14 -- ---- 1875*0.41 0.21 *- 0.33 -0.02 ---0.061076 0.23 0.21 *- *2.1 0.36 - ---- 1977 0.13 0.14 *- 0.17 0.13 - 0.02 0.01 *1.1 0.021678 0.37 0.10 *0.015 0.31 -- ---0.051479 0.34 0.19 *0.013 0.12 - 0.08 0.02 0.04 -- 1480 0.25 *0.02 *0.011 0.24 - 0.08 --0.09 - 3681 0.24 0.13 *0.011 0.17 - *0.92 ---- 1382 0.33 0.23 *0.012 0.46 0.08- -*1.2 -0.0212注其余為銅和雜質(zhì)。
星號表示超出本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)表6合金 拉伸 延伸率 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲 焊接 焊錫剝 銀鍍層 剪切 毛口編號 強度 成形性性能 離初始 性能橫截 產(chǎn)生率時間 面積平行 垂直 (％)方向 方向(kgf/mm2) (％) (％IACS)本發(fā)明51 62.2 7 73 ○○○○ ○ ○○合金 52 61.2 6 77 ○○○○ ○ ○○53 62.7 7 72 ○○○○ ○ ○○54 64.8 7 68 ○○○○ ○ ○○55 69.9 7 73 ○○○○ ○ ○○56 62.2 7 70 ○○○○ ○ ○○57 66.3 7 69 ○○○○ ○ ○○58 62.4 4 72 ○○○○ ○ ○○○59 67.1 6 72 ○○○○ ○ ○○60 66.2 6 68 ○○○○ ○ ○○61 65.7 6 71 ○○○○ ○ ○○62 63.3 7 72 ○○○○ ○ ○○對比 63 58.4 7 82 ○○○○ ○ ××合金 64 63.4 6 74 ××○○ ○ ××65 64.4 7 54 ○○○○ ○ ××66 60.4 7 68 ○○○○ ○ ○××67 60.4 8 69 ○○○○ ○ ××68 65.4 4 63 ○○○○ ○ ○××69 55.3 8 79 ××○○ ○ ××70 61.3 9 77 ○○○○ ○ ××71 67.5 8 71 ○○○○ ○ ××72 63.7 7 72 ○○○× ○ ××73 63.7 9 74 ○○○○ ○ ××74 52.5 9 81 ○○○○ ○ ××75 64.3 3 74 ××○○ × ××表6(續(xù))合金拉伸 延伸 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲焊接 焊錫剝 銀鍍層 剪切毛口編號強度 率成形性 性能 離初始 性能 橫截 產(chǎn)生率時間 面積(％)平行 垂直方向 方向(kgf/mm2)(％) (％IACS)對比7666.19 53× ×○○ ○ × ×合金7760.510 64× ×○○ ○ × ×7867.84 71× ×○○ × ○ ○7962.45 76× ×○○ × ○ ○8054.94 70× ×○○ × ○ ○8163.67 62× ×○○ × ○ ×8264.3 5 63× ×○○ × ○ ×
從表6所列結(jié)果可清楚地看出下列事實本發(fā)明的51-62號合金每種都具有61.0Kgf/mm2或更高的拉伸強度和約70％IACS或更高的導(dǎo)電性。此外，剪切截面百分率大，且不產(chǎn)生毛口。另外，循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、耐熱剝離性能和銀鍍層性能均合格。
與此相反，對比合金63-80號不含S，或S含量小于本發(fā)明規(guī)定的下限值。這些對比合金中每一種的剪切截面百分率都小，而且都產(chǎn)生毛口。
對比合金81和82號的S含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，而且Sn、In、Mn、P、Mg和Si的總含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此產(chǎn)生毛口，而且循環(huán)彎曲成形性和銀鍍層性能都不合格。
對比合金64號和75號的Cr和Zr的含量均大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此，循環(huán)彎曲成形性不合格，而且有毛口產(chǎn)生。
對比合金69號和80號的Zr含量小于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此，強度低。
對比合金76號的Zn含量超過本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此導(dǎo)電性低。
對比合金77號中Sn、In、Mn、P、Mg和Si的總含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，結(jié)果導(dǎo)電性低，產(chǎn)生毛口，而且循環(huán)彎曲成形性不合格。
實例3(第三種銅合金的例子)用實例1的方法制備最終產(chǎn)品為0.15mm厚薄板、具有表7和表8所示各種組成的銅合金。測定所制得的薄板的平均粒度。此結(jié)果也列于表7和表8中。按實例1方法進行同樣的試驗以評估引線框的各項性能，即拉伸強度、延伸率、導(dǎo)電性、循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、焊錫的耐熱剝離性能、銀鍍層性能，以及沖壓成形性等。此處，拉伸強度、延伸率、導(dǎo)電性、循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、焊錫的耐熱剝離性能，以及銀鍍層性能均用實例1中所述同樣的標(biāo)準(zhǔn)評估。沖壓成形性能用實例2中所述同樣的標(biāo)準(zhǔn)評估。評估結(jié)果列于表9和表10。表7合金編號 化學(xué)成分(重量％)平均粒度(微米)Fe/TiCr Zr Ti FeS ZnSnInMnPMgSi本發(fā)明91 0.16 0.18 0.37 0.60 0.0055 - - - - -- -1.6 15合金 92 0.25 0.18 0.11 0.12 00006 0.18 - - - -- -1.1 5293 0.22 0.15 0.69 1.72 0.0019 0.15 - - - -- -2.5894 0.15 0.20 0.36 0.59 0.0059 0.11 - - - -- -1.6 1595 0.18 0.09 0.25 0.26 0.0035 0.09 - - - -- -1.0 4296 0.20 0.10 0.45 0.29 0.0052 0.22 - - - -- -0.6 2597 0.25 0.15 0.53 0.91 0.0069 0.25 - - - -- -1.7 1298 0.07 0.14 0.79 1.45 0.0007 0.29 - - - -- -1.8 1199 0.18 0.11 0.25 0.27 0.0045 0.19 0.15 - - -- -1.1 31100 0.22 0.09 0.43 0 85 0.0078 0.22 - - 0.07 -- -1.9 15101 0.25 0.12 0.25 0.40 0.0059 0.19 - 0.16 - -- -1.6 25102 0.19 0.13 0.45 0.38 0.0031 0.25 - - - -- -0.8 29103 0.24 0.12 0.55 0.93 0.0068 0.20 - - - -0.13 -1.7 15104 0.22 0.09 0.37 0.53 0.0028 0.28 - - - -- 0.22 1.4 14105 0.16 0.14 0.22 0.42 0.0075 0.22 - - 0.12 0.02 - 0.23 1.9 25106 0.20 0.10 0.26 0.27 0.0040 - - - - -- -1.0 30對比 107 0.22 0.12 0.10 0.10 *- 0.21 - - - -- -1 58合金 108 0.20 0.12 0.68 1.70 *- 0.20 - - - -- -2.56109 0.18 0.14 0.35 0.55 *- 0.23 - - - -- -1.6 18110 0.21 0.11 0.21 0.25 *- 0.23 - - - -- -1.2 38111 0.22 0.12 0.43 0.33 *- 0.21 - - - -- -0.77 26112 0.22 0.13 0.55 0.93 *- 0.21 - - - -- -1.7 14113 0.06 0.13 0.75 1.48 *- 0.26 - - - -- -1.98114 0.21 0.13 0.22 0.26 *- 0.21 0.1 - - -- -1.2 34115 0.23 0.10 0.45 0.82 *- 0.26 - - 0.06 -- -1.8 16116 0.22 0.13 0.24 0.38 *- 0.22 - 0.2 - -- -1.6 28117 0.21 0.12 0.43 0.35 *- 0.22 - - - 0.2 - -0.81 24118 0.20 0.13 0.53 0.95 *- 0.25 - - - -0.15 -1.8 17119 0.21 0.11 0.35 0.57 *- 0.22 - - - -- 0.2 1.6 16120 0.18 0.15 0.23 0.39 *- 0.25 - - 0.1 0.05 - 0.2 1.7 27121*0.42 0.11 0.34 0.52 *- 0.21 - - - -- -1.5 18122 0.19*0.32 0.33 0.56 *- 0.22 - - - -- -1.8 16123 0.20*0.02 0.32 0.55 *- 0.24 - - - -- -1.7 17124 0.25 0.13*0.85 1.70 *- 0.21 - - - -- -2 8125 0.24 0.14 0.12*0.10 *- 0.23 - - - -- -0.58 *65注其余為銅和雜質(zhì)。
星號表示超出本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)。表8合金編號 化學(xué)成分(重量％) 平均粒度(微米)Fe/TiCr ZrTiFeS ZnSnInMnPMgSi本發(fā)明126 0.21 0.13 0.75 0.77 *- 0.25 - -- -- - *1 12合金 127 0.24 0.12 0.22 0.63 *- 0.28 - -- -- - *2.824128 0.23 0.13 0.43 1.58 *- 0.27 - -- -- - *3.713129 0.24 0.12 0.44 0.22 *- 0.29 - -- -- - *0.523130 0.23 0.12 0.62 1.71 *- 0.25 - -- -- - *2.8 9131 0.23 0.13 0.61 0.58 *- 0.24 - -- -- - *0.95 11132 0.21 0.14 0.35 0.64 *-*2.2- -- -- -1.816133 0.21 0.13 0.37 0.66 *-*0.03 - -- -- -1.818134 0.25 0.14 0.40 0.41 *- - - *1.2 - -- -1 18135 0.26 0.13 0.45 0.48 *- 0.22 - -- *1.1 - -1.114136 0.23 0.14 0.47 0.50 *- 0.18 - -- -*1.9 -1.117137 0.19 0.09 0.40 0.51 *- 0.21 - *1.6 - 0.3 0.8 -1.320138 0.24 0.17 0.42 0.43 *- 0.14 - -- -- -1 19139 0.24 0.16 0.42 0.45 *- - *1.1 -- -- -1.116140*0.44 0.09 0.33 0.50 *0.0088 0.22 - -- -- -1.515141*0.04 0.12 0.33 0.53 0.0004 0.23 - -- -- -1.615142*0.03 0.11 0.35 0.58 *0.0120 0.19 - -- -- -1.713143 0.16*0.35 0.33 0.60 *0.0098 0.20 - -- -- -1.815144 0.18*0.02 0.38 0.59 *0.0085 0.19 - -- -- -1.625145 0.25 0.11*0.87 1.75 *0.0150 0.19 - -- -- -2 7146 0.22 0.11 0.11 *0.09 *0.0091 0.19 - -- -- -0.82 70147 0.22 0.11 0.76 0.80 *0.0082 0.21 - -- -- - *1.115148 0.22 0.12 0.24 0.66 *0.0099 0.25 - -- -- - *2.820149 0.21 0.11 0.42 1.65 *0.0150 0.20 - -- -- - *3.915150 0.22 0.13 0.40 0.18 *0.0083 0.22 - -- -- - *0.45 29151 0.22 0.11 0.60 1.62 *0.0112 0.19 - -- -- - *2.710152 0.19 0.13 0.65 0.60 *0.0160 0.12 - -- -- -0.92 15153 0.23 0.15 0.38 0.69 *0.0170*2.5- -- -- -1.820154 0.22 0.16 0.39 0.70 *0.0093*0.01 - -- -- -1.821155 0.22 0.15 0.42 0.46 *0.0085 - - -*1.35 -- -1.112156 0.23 0.11 0.48 0.51 *0.0090 0.20 - -- *1.3 - -1.120157 0.22 0.12 0.48 0.53 *0.0110 0.11 - -- -*2.2 -1.112158 0.15 0.12 0.42 0.52 *0.0082 0.28 - *1.8 - 0.9 0.5 -1.219159 0.22 0.15 0.44 0.44 *0.0085 0.15 - -- -- -1 20160 0.25 0.18 0.42 0.44 *0.0093 - *1.2 -- -- -1 19注其余為銅和雜質(zhì)。
星號表示超出本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)表9合金 拉伸 延伸 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲 焊接 焊錫剝 銀鍍層 剪切 毛口編號 強度率 成形性 性能 離初始 性能 橫截 產(chǎn)生率時間 面積平行 垂直 (％)方向 方向(kgf/mm2)(％) (％IACS)本發(fā)明91 67.7 8.3 65.2 ○○○○○ ○○合金 92 65.8 8.8 66.5 ○○○○○ ○○93 68.5 7.9 55.8 ○○○○○ ○○94 68.5 8.1 64.9 ○○○○○ ○○95 67.2 8.2 61.5 ○○○○○ ○○96 72.9 8.8 50.2 ○○○○○ ○○97 68.9 8.5 55.6 ○○○○○ ○○98 69.2 8.5 51.2 ○○○○○ ○○99 73.2 6.9 52.5 ○○○○○ ○○100 65.5 8.5 69.2 ○○○○○ ○○101 65.0 7.5 68.2 ○○○○○ ○○102 73.2 7.0 50.2 ○○○○○ ○○103 69.2 6.8 52.1 ○○○○○ ○○104 70.5 7.2 62.1 ○○○○○ ○○106 66.4 7.0 66.1 ○○○○○ ○○106 73.8 6.7 53.5 ○○○○○ ○○對比 107 65.0 9.1 65.8 ○○○○○ ××合金 108 69.0 8.2 56.5 ○○○○○ ××109 68.1 8.4 65.6 ○○○○○ ××110 69.6 8.2 60.2 ○○○○○ ××111 72.4 9.3 53.3 ○○○○○ ××112 67.4 9.2 57.4 ○○○○○ ××113 69.5 8.9 50.1 ○○○○○ ××114 72.3 7.8 54.3 ○○○○○ ××115 66.2 8.2 68.1 ○○○○○ ××表9(續(xù))合金 拉伸延伸 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲 焊接 焊錫剝 銀鍍層 剪切 毛口編號 強度 率 成形性 性能 離初始 性能橫截 產(chǎn)生率時間 面積(％)平行 垂直方向 方向(kgf/mm2)(％) (％IACS)本發(fā)明116 65.1 7.7 67.2○○○○○ ××合金 117 74.1 7.2 51.2○○○○○ ××118 68.1 8.1 64.1○○○○○ ××119 69.6 7.9 64.3○○○○○ ××120 68.2 7.2 64.3○○○○○ ××121 68.3 5.5 65.4××○○○ ○×122 72.1 5.1 61.3××○○○ ××123 61.8 7.2 66.8○○○○○ ××124 71.4 7.8 42.0××○○× ○×125 58.0 5.2 67.6××○○○ ××對比 126 73.2 7.5 32.6○○○○○ ××合金 127 58.5 8.5 68.2○○○○○ ××128 50.2 8.9 70.2○○○○○ ××129 70.8 8.0 45.0○○○○○ ××130 61.7 8.2 41.3○○○○○ ××131 72.3 7.2 36.5○○○○○ ××132 67.2 8.3 49.5○○○○○ ××133 65.3 9.2 66.3○○○×○ ××134 68.6 6.9 48.7××○×○ ○×135 69.3 6.3 48.1××○○○ ○×136 70.1 6.2 42.1××○○○ ○×137 69.5 4.9 45.1××○○○ ○×138 68.9 5.9 43.2××○○○ ××139 69.5 7.2 48.1××○×○ ○×140 68.0 4.0 64.0××○○× ○○表10合金 拉伸 延伸 導(dǎo)電性 循環(huán)彎曲焊接 焊錫剝 銀鍍層 剪切 毛口編號 強度 率 成形性 性能 離初始 性能 橫截 產(chǎn)生率時間 面積平行 垂直 (％)方向 方向(kgf/mm2)(％) (％IACS)時比141 61.3 8.668.3○○○○ ○×○合金142 60.9 4.969.9××○○ ×○○143 70.8 3.561.2××○○ ×○○144 60.1 6.567.9××○○ ×○○145 72.5 4.241.0××○○ ×○○146 56.5 3.567.9××○○ ×○○147 71.5 3.731.2××○○ ×○○148 59.2 5.468.5××○○ ×○○149 49.2 3.969.5××○○ ×○○150 69.2 3.442.2××○○ ×○○151 58.0 2.939.8××○○ ×○○152 70.5 4.034.2××○○ ×○○153 66.1 3.548.2××○○ ×○○154 63.8 3.265.2××○× ×○○155 67.4 2.945.2××○× ×○×156 67.5 3.849.1××○○ ×○×157 68.9 2.540.1××○○ ×○×158 68.5 2.246.3××○○ ×○×159 67.2 2.244.3××○○ ×○○160 68.0 3.145.8××○× ×○×
從表9和表10所列結(jié)果可以清楚地看出下列事實本發(fā)明的91-106號合金每種都具有65Kgf/mm2或更高的拉伸強度和50％IACS或更高的導(dǎo)電性。此外，剪切截面百分率大，且不產(chǎn)生毛口。另外，循環(huán)彎曲成形性、焊接性能、耐熱剝離性能和銀鍍層性能均合格。
與此相反，對比合金107-129號不含S，因此，這些對比合金中每種的剪切截面百分率都小，而且都產(chǎn)生毛口。
對比合金140號和142-145號的S含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值。這些對比試樣的剪切截面百分率都合格，且不產(chǎn)生毛口。但是循環(huán)彎曲成形性和銀鍍層性能均不合格。
對比試樣150號和160號的含S量超過本發(fā)明規(guī)定的上限值，而且其Sn、In、Mn、P、Mg、和Si的總含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此有毛口產(chǎn)生，而且循環(huán)彎曲成形性及銀鍍層性能均不合格。
對比合金141號的含S量低于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此有毛口產(chǎn)生，且沖壓成形性不合格。
對比合金121號和122號的Cr和Zr的含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此循環(huán)彎曲成形性不合格，且產(chǎn)生毛口。
對比合金141和142號的Cr和Zr的含量超過本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此循環(huán)彎曲成形性不合格，且產(chǎn)生毛口。
對比合金141和142號的Cr含量小于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此拉伸強度小于65Kgf/mm2、而且很低。
對比合金127、128、120、148和149號的Fe/Ti重量比大于本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此，拉伸強度小于65Kgf/mm2，而且很低。對比合金126、129、150和152號的Fe/Ti重量比小于本發(fā)明規(guī)定的下限值，因此導(dǎo)電性低于50％IACS，而且很低。
對比合金132和153號的Zn含量超過本發(fā)明規(guī)定的上限值，因此導(dǎo)電性低于50％IACS，而且很低。
對比合金134-137號的Sn、In、Mn、P、Mg和Si的總含量大于本發(fā)明規(guī)定的上限值。結(jié)果導(dǎo)電性低，而且循環(huán)彎曲成形性不合格。
對比合金125號的粒度超過60微米，在本發(fā)明規(guī)定的上限值之外，因此循環(huán)彎曲成形性不合格。
如上所述，本發(fā)明提供了一種適用于電氣元件如引線框和導(dǎo)電彈簧的高強度和高導(dǎo)電性銅合金。因此本發(fā)明對提高電氣設(shè)備的性能有貢獻，因而可應(yīng)用于工業(yè)中。
權(quán)利要求
1.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％的Cr、0.03-0.25％的Zr、0.10-1.80％的Fe、0.10-0.80％的Ti、其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.1-0.60％范圍內(nèi)時Fe/Ti的重量比是0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60％-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比是1.1-2.6，而且該合金的平均粒度為60微米或更小。
2.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.05-2.0％Zn，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
3.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、總量為0.01-1％的至少一種選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
4.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.05-2.0％Zn、總量為0.01-1％的至少一種選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余為Cu及不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
5.按照權(quán)利要求1、2、3或4的銅合金，其中該銅合金是厚度為0.1-0.25mm的軋制薄板。
6.按照權(quán)利要求5的銅合金，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-1.7，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-1.7。
7.按照權(quán)利要求5的銅合金，其中在該合金中所包含的夾雜物的尺寸小于5微米。
8.按照權(quán)利要求5的銅合金，其中所述夾雜物的尺寸小于1微米。
9.按照權(quán)利要求6的銅合金，其中所述平均粒度為40微米或更小。
10.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S，其余為Cu，和不可避免的雜質(zhì)，該合金的平均粒度為60微米或更小。
11.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S、0.05-2.0％Zn，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，該合金的平均粒度為60微米或更小。
12.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.0005-小于0.01％的S、0.05-2.0％Zn、總量為0.01-1％的至少一種選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，該合金的平均粒度為60微米或更小。
13.按照權(quán)利要求9、10、11或12的銅合金，其中該銅合金是一種厚度為0.1-0.25mm的軋制薄板。
14.按照權(quán)利要求13的一種銅合金，其中平均粒度為40微米或更小。
15.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
16.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、0.05-2.0％Zn，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
17.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、總量為0.01-1％的至少一種選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
18.一種適用于電氣元件的具有高強度和高導(dǎo)電性的銅合金，其組成按重量計包含0.05-0.40％Cr、0.03-0.25％Zr、0.10-1.80％Fe、0.10-0.80％Ti、0.0005-小于0.0080％的S、0.05-2.0％Zn、總量為0.01-1％的至少一種選自Sn、In、Mn、P、Mg和Si的元素，其余為Cu和不可避免的雜質(zhì)，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-2.6，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-2.6，該合金的平均粒度為60微米或更小。
19.按照權(quán)利要求15、16、17、18的銅合金，其中該銅合金是一種厚度為0.1-0.25mm的軋制薄板。
20.按照權(quán)利要求19的銅合金，其中當(dāng)Ti含量在0.10-0.60％范圍內(nèi)時，F(xiàn)e/Ti的重量比為0.66-1.7，而當(dāng)Ti含量在大于0.60-0.80％時，F(xiàn)e/Ti的重量比為1.1-1.7。
21.按照權(quán)利要求20的銅合金，其中平均粒度為40微米或更小。
全文摘要
適用于電氣元件的Cu-Cr-Zr基沉淀硬化型合金，具有改善的強度、導(dǎo)電性，循環(huán)彎曲成型性，焊接性能，焊接部位的牢靠性，銀鍍層性能，沖壓成型性，且不產(chǎn)生毛口。一種合金組成為0.05-0.40％Cr，0.03-0.25％Zr，0.10-1.80％Fe，0.10-0.80％Ti，其余為Cu和難免的雜質(zhì)，其中Ti為0.10-0.60％時Fe/Ti重量比為0.66-2.6，Ti＞0.60-0.80％時Fe/Ti為1.1-2.6。平均粒度為60μm或更小。另一種合金組成為0.05-0.40％Cr，0.03-0.25％Zr，0.0005-＜0.01％的S，其余為Cu和難免的雜質(zhì)。該合金可含F(xiàn)e，其含量與上述第一種合金相同，也應(yīng)符合Fe/Ti的規(guī)定。
文檔編號C22C9/00GK1115789SQ95103009
公開日1996年1月31日 申請日期1995年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月22日
發(fā)明者澤渡廣信 申請人:日礦金屬株式會社