JP4356417B2 - 電子部品用銅合金線材 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品、特に、コネクタに使用される銅合金線材に関するものである。

電子部品用に使用されている線材として、各種銅および銅合金線があるが、強度など点から黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ合金）線が主に用いられている。また、一部にりん青銅（Ｃｕ−Ｓｎ合金）線が用いられている。

また、電子部品の中でもコネクタに関しては、黄銅線が主であり、形状としては角線が多用されている。さらに、コネクタ用の材料として、強度と導電率が高く、はんだ付け性にも優れたものが要求されており、それらを改善するものとして特許文献１に提案されている銅合金線がある。
特開平６−１７１６８号公報

しかしながら、従来の黄銅線やりん青銅線、あるいは特許文献１に提案されている銅合金線にはそれぞれ以下のような問題点があった。

まず、黄銅線は、強度と導電率が比較的良好なものの、銅線と比較すると導電率が低いといった問題点があり、りん青銅線は導電率が著しく低い。また、特許文献１に記載されている銅合金線は、導電率を黄銅線のそれ以上に設計すると強度が黄銅線のそれ以下になってしまい、強度を同等に設計した場合の導電率の増加はわずかであり優位性は認められない。

したがって、電子部品用、特にコネクタ用線材として、強度と導電率をバランス良く両立する材料は未だ提供されていない。

従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、電子部品用、特にコネクタ用として強度と導電率をバランス良く両立した銅合金線材を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の電子部品用銅合金線材は、銅または銅合金からなる心材の外周に銅亜鉛合金からなる被覆層が形成された電子部品用銅合金線材であって、前記心材は、Ｃｕ−０．０２〜０．２重量％Ｚｒ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．２５重量％Ｓｎ−０．１５〜０．２５重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｉｎ合金からなる群から選ばれたものであると共に、前記電子部品用銅合金線材の全断面積（Ａ）に対する前記心材の断面積（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）が０．１５〜０．６であることを特徴とする。

線材表面に、更に錫あるいは錫−鉛合金めっきを施すこともできる。

前記銅亜鉛合金の亜鉛濃度を２０〜４０重量％とすることができる。

前記心材は、Ｃｕ−０．０２〜０．２重量％Ｚｒ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．２５重量％Ｓｎ−０．１５〜０．２５重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｓｎ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−０．２〜２０重量％Ａｇ合金からなる群から選ばれたものとすることができる。

線材の引張強さを６００〜８００ＭＰａ、線材の導電率を３０〜６５％ＩＡＣＳとすることができる。

線材の形状が角線であり、コネクタに用いられるものとすることができる。

本発明の電子部品用銅合金線材によれば、電子部品用、特にコネクタ用として強度と導電率が従来の黄銅線材の特性を大きく上回る特性を有する線材を提供することができる。このため、今後の電子部品の性能向上に大きく寄与することができ、その実用的効果は極めて大きい。

以下に、本発明の電子部品用銅合金線材の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の電子部品用銅合金線材の構造を示す横断面図である。この銅合金線材１は、銅または銅合金からなる心材３の外周に、銅亜鉛合金からなる被覆層５が設けられ、全体として断面形状が０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線に形成されている。心材３に銅および銅合金を用い、その外周に銅亜鉛合金からなる被覆層５を形成したのは、線材の強度と導電率を両立させるためである。すなわち、心材３の銅および銅合金で導電率を増加させ、外周の銅亜鉛合金で強度の増加を図るためである。ここで、銅合金線材１の断面積（Ａ）に対する心材３の断面積（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）が０．１５〜０．６とする必要がある。かかる範囲に規定したのは、０．１５未満では心材３を構成する銅または銅合金の断面積が小さくなり過ぎ電子部品用線材としての導電率の向上が期待できず、０．６を超えると被覆層５の面積が少なくなり過ぎて十分な強度が確保できなくなるためである。

また、被覆層５を構成する銅亜鉛合金の亜鉛濃度は、２０〜４０重量％であることが好ましい。銅亜鉛合金の亜鉛濃度が２０重量％未満では被覆層５による強度向上の効果が乏しく、４０重量％を超えると伸線加工性能が低下してしまうとともに、導電率が低下してしまうためである。

本実施形態の銅合金線材１は、直径が４．０ｍｍの銅合金線を、肉厚１．４ｍｍの銅亜鉛合金製パイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返すことにより形成することができる。

本実施形態の銅合金線材１は、心材３と被覆層５との断面積が所定の割合に形成されているので、後述する実施例からも明らかなように、線材の引張強さが６００〜８００ＭＰａ、好ましくは６５０〜７５０ＭＰａ、かつ、線材の導電率が３０〜６５％ＩＡＣＳ、好ましくは４５〜５５％ＩＡＣＳとすることができ、主にコネクタ用銅合金線として、強度と導電率をバランス良く両立させた電子部品用線材の提供が可能になる。

また、銅合金線材１表面に、錫あるいは錫−鉛合金めっきを施すこともできる。これより、はんだ付け作業を容易に行うことができる。

図１に示す銅合金線材１の心材３としてＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金、被覆層５としてＣｕ−３０Ｚｎ合金を用い、直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金線を、肉厚１．４ｍｍのＣｕ−３０Ｚｎ合金製パイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。なお、合金組成の単位は全て、重量％である。

心材３及び被覆層５として実施例１と同様の組成の合金とし、直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金線を、肉厚１．０ｍｍのＣｕ−３０Ｚｎパイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。

心材３及び被覆層５として実施例１と同様の組成の合金とし、直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金線を、肉厚０．６ｍｍのＣｕ−３０Ｚｎパイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。

比較例１

心材３及び被覆層５として実施例１と同様の組成の合金とし、直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金線を、肉厚４．０ｍｍのＣｕ−３０Ｚｎパイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。

比較例２

心材３及び被覆層５として実施例１と同様の組成の合金とし、直径が４．０ｍｍのＣｕ−０．１９Ｓｎ−０．２Ｉｎ合金線を、肉厚０．５ｍｍのＣｕ−３０Ｚｎパイプに挿入し、伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。

Ｃｕ‐３０Ｚｎ合金（黄銅）に伸線加工と熱処理を繰り返して０．６３５ｍｍ×０．６３５ｍｍの角線を作製した。

実施例１〜３、比較例１、２、従来例における銅合金線材の組成と、全断面積（Ａ）に対する心材の断面積（Ｂ）の比率（Ｂ/Ａ）、引張強さ、導電率の測定結果を表１に併せて示す。

表１より明らかなように、実施例１〜３の銅合金線材は、引張強さが従来例の黄銅線とほぼ同等以上であり、かつ導電率が６０〜１００％増加していることがわかる。一方、比較例１の銅合金線材は、全断面積に対する心材の断面積比が小さすぎるため、従来の黄銅線と比較して導電率の増加が認められない。また、比較例２の銅合金線材は全断面積に対する心材の断面積比が大きいため、導電率は増加するものの強度が黄銅線を大きく下回ってしまう。以上のことより、全断面積（Ａ）に対する心材の断面積（Ｂ）の比率（Ｂ/Ａ）を０．１５〜０．６の範囲とすることにより、電子部品用線材として、従来にはない強度と導電率の双方がバランス良く兼ね備わった材料を見出すことができた。

本実施形態の電子部品用銅合金線材の構造を示す横断面図である。

符号の説明

１ 銅合金線材
３ 心材
５ 被覆層

Claims (5)

1. 銅または銅合金からなる心材の外周に銅亜鉛合金からなる被覆層が形成された電子部品用銅合金線材であって、
   前記心材は、Ｃｕ−０．０２〜０．２重量％Ｚｒ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．２５重量％Ｓｎ−０．１５〜０．２５重量％Ｉｎ合金、Ｃｕ−０．１５〜０．７０重量％Ｉｎ合金からなる群から選ばれたものであると共に、前記電子部品用銅合金線材の全断面積（Ａ）に対する前記心材の断面積（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）が０．１５〜０．６であることを特徴とする電子部品用銅合金線材。
2. 線材表面に、更に錫あるいは錫−鉛合金めっきが施されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品用銅合金線材。
3. 前記被覆層における亜鉛濃度が２０〜４０重量％であることを特徴とする請求項１記載の電子部品用銅合金線材。
4. 前記線材の引張強さが６００〜８００ＭＰａ、線材の導電率が３０〜６５％ＩＡＣＳであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電子部品用銅合金線材。
5. 前記線材の形状が角線であり、コネクタに用いられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電子部品用銅合金線材。

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