CN109923224A

CN109923224A - 连接器端子用线材

Info

Publication number: CN109923224A
Application number: CN201780068882.7A
Authority: CN
Inventors: 井上明子; 坂本慧; 桑原铁也; 西川太一郎; 宇都宫清高; 中本稔; 大岛佑典; 中井由弘; 南条和弘; 土田齐; 加茂川大
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2019-06-21
Also published as: JPWO2018083887A1; EP3536816B1; WO2018083887A1; EP3536816A1; JP7129911B2; EP3536816A4; US20190259508A1

Abstract

一种连接器端子用线材，包含0.1质量％至1.5质量％的Fe，0.02质量％至0.7质量％的P，以及总计0质量％至0.7质量％的Sn和/或Mg，余量为Cu和杂质。

Description

连接器端子用线材

技术领域

本发明涉及连接器端子用线材。

本申请基于并要求于2016年11月7日提交的日本专利申请No.2016-217048以及于2017年4月25日提交的日本专利申请No.2017-086602的优先权，所述专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

压接端子为连接器端子的一个实例(例如，参见专利文献1)。压接端子为能够通过非焊接的方式连接至印制板的棒状材料。通过使压接端子的一端连接至配对构件(countermember)并将其另一端压接至印制板中，从而使配对构件和印制板彼此间电连接并机械连接。连接器端子的构成材料可为纯铜，如韧铜；铜合金，如黄铜；或铁(专利文献1的[0026]段，等等)。此外，作为具有优异弹性的材料，可使用磷青铜等。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-149956

发明内容

根据本公开的连接器端子用线材包含0.1质量％以上1.5质量％以下的Fe，0.02质量％以上0.7质量％以下的P，以及总计0质量％以上0.7质量％以下的Sn和Mg中的至少一者，并且余量为Cu和杂质。

具体实施方式

[本公开解决的问题]

诸如压接端子之类的连接器端子要求具有优异的导电性、高刚性以及高弹性。因此，用于这种连接器端子的材料要求具有优异的导电性和高强度。

上述韧铜和黄铜具有优异的导电性，但是其强度低且弹性较差。上述铁和磷青铜具有高强度和优异的弹性，但是其导电性低。这种材料无法充分满足导电性和强度两者均优异的要求。

近年来，随着电气/电子设备的小型化和薄型化，要求减小部件的尺寸。为了形成更小的连接器端子，甚至在线材的截面积减小或线材变细的情况中，也要求具有优异导电性和更高强度的线材，从而能够形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。

因此，一个目的是提供能够形成具有优异导电性和高强度的连接器端子的连接器端子用线材。

[本公开的有益效果]

根据本公开的连接器端子用线材能够形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。

[本发明的实施方案的描述]

首先，将列举并描述本发明实施方案的内容。

(1)根据本发明实施方案的连接器端子用线材包含0.1质量％以上1.5质量％以下的Fe，0.02质量％以上0.7质量％以下的P，以及总计0质量％以上0.7质量％以下的Sn和Mg中的至少一者，并且余量为Cu和杂质。

连接器端子用线材由具有特定组成的铜合金构成，因此具有优异的导电性、高强度、优异的刚性以及优异的弹性。其原因为：在该铜合金中，Fe和P以包含Fe和P的析出物或结晶物(通常为诸如Fe₂P之类的化合物)的形式存在于母相(Cu)中，并且由于析出强化而表现出强度提高效果，并由于在Cu中的固溶减少而表现出维持高导电性的效果。在连接器端子用线材包含Sn和Mg中的至少一者的情况中，可预期由于这些元素的固溶强化而进一步提高强度。这种连接器端子用线材能够适合用作要求具有优异导电性、高刚性和高弹性的连接器端子(如压接端子)用材料。

(2)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，所述连接器端子用线材包含总计0.01质量％以上0.7质量％以下的Sn和Mg中的至少一者。

由于上述实施方案包含特定范围内的Sn和Mg中的至少一者，因此能够通过固溶强化实现更高的强度。因此，根据上述实施方案，可形成具有优异导电性和更高强度的连接器端子。

(3)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，以质量计，Fe/P之比为1.0以上10以下。

在上述实施方案中，Fe相对于P的过量或不足量较小，相对于P适当地引入了Fe。因此，Fe和P以析出物等形式存在，从而能够适当地实现析出强化，尤其是P在Cu中的固溶减少，从而能够获得优异的导电性和高强度。因此，根据上述实施方案，可形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。

(4)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，以质量比率计，所述连接器端子用线材包含总计10ppm以上500ppm以下的选自由C、Si和Mn构成的组中的一种或多种元素。

当连接器端子用线材包含特定范围内的C、Si和Mn时，C、Si和Mn各自充当Fe、P、Sn等的脱氧剂，并且通过减少并防止这些元素的氧化，可适当地获得通过引入这些元素而实现高导电性和高强度的效果。此外，在上述实施方案中，从由于C、Si和Mn的过剩含有从而能够抑制导电率降低的角度来看，获得了优异的导电性。因此，根据上述实施方案，可形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。

(5)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，所述连接器端子用线材的导电率为40％IACS以上，并且拉伸强度为600MPa以上。

上述实施方案具有高导电率和高拉伸强度，因此可形成具有优异导电性和高强度的连接器端子。

(6)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，在所述连接器端子用线材于150℃下保持选自200小时以上1,000小时以下范围的预定时间之后，所述连接器端子用线材的应力松弛率为30％以下。

上述实施方案具有优异的导电性和高强度，并且甚至在将连接器端子用线材长时间保持于高温(如150℃)下时，也不易于发生应力松弛。因此，可形成具有优异的应力松弛性的连接器端子。

(7)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，所述连接器端子用线材的截面积为0.1mm²以上2.0mm²以下。

上述实施方案的尺寸易于用于连接器端子(如压接端子)用材料，并且适合用作连接器端子用材料。

(8)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，所述连接器端子用线材是截面形状为四边形的矩形线材。

上述实施方案的形状易于用于连接器端子(如压接端子)用材料，并且适合用作连接器端子用材料。

(9)根据连接器端子用线材的示例性实施方案，所述连接器端子用线材在其表面的至少一部分上具有镀层，该镀层包含Sn和Ag中的至少一者。

当将上述实施方案用作连接器端子(如压接端子)用材料时，可易于制造在其表面上具有由包含Sn或Ag的金属制成的镀层(如锡镀层或银镀层)的镀覆连接器端子。因此，在上述实施方案中，可在端子形成之后省略形成镀层的步骤，这有助于提高镀覆连接器端子的生产率。

[本发明实施方案的详述]

下面将详细描述本发明的实施方案。除非另外注明，否则元素含量以质量比率(质量％或质量ppm)表示。

[铜合金线]

(组成)

根据实施方案的连接器端子用线材(下文中可称为“铜合金线”)用作用于连接器端子(如压接端子)的材料，并且其由包含特定范围内的特定元素的铜合金构成。铜合金为Fe-P-Cu类合金，其包含0.1％以上1.5％以下的Fe，0.02％以上0.7％以下的P，以及总计0％以上0.7％以下的Sn和Mg中的至少一者，并且余量为Cu和杂质。杂质主要是指不可避免地包含的杂质。下面将详细描述各元素。

·Fe

Fe主要在作为母相的Cu中析出，并有助于提高强度(例如拉伸强度)。

当Fe的含量为0.1％以上时，能够很好地形成包含Fe和P的化合物等，并且可制造由于析出强化而具有优异强度的铜合金线。此外，析出抑制了P在母相中的固溶，并且可制造具有高导电率的铜合金线。尽管取决于P的含量以及制造条件，但随着Fe含量的提高，铜合金线的强度更易于增加。当要求具有更高的强度等时，可将Fe含量设定为0.2％以上，大于0.35％，0.4％以上或0.45％以上。

当Fe含量为1.5％以下时，可易于抑制包含Fe的析出物等的粗大化。因此，可减少以粗大析出物为起点的断裂，从而得到优异的强度，并且在制造工艺中，在拉丝等过程中不易于发生断线，从而得到优异的制造性。尽管取决于P的量和制造条件，但随着Fe含量的降低，能够更容易地抑制析出物的粗大化等。当要求抑制析出物的粗大化(减少断裂和断线)时，可将Fe含量设定为1.2％以下、1.0％以下或小于0.9％。

·P

在根据本实施方案的连接器端子用线材中，P主要与Fe一起作为析出物存在，并且有助于提高强度(例如拉伸强度)，即，起到析出强化元素的作用。

当P含量为0.02％以上时，能够很好地形成包含Fe和P的析出物等，并且可制造因析出强化而具有优异强度的铜合金线。此外，析出降低了母相中P的固溶量，并且可制造具有高导电率的铜合金线。尽管取决于Fe的量和制造条件，但是随着P含量的增加，铜合金线的强度更易于升高。当要求更高的强度等时，P含量可设定为0.05％以上、高于0.1％、0.11％以上或0.12％以上。需要注意的是，引入的P中的一部分可起到脱氧剂的作用，并且以氧化物的形式存在于母相中。

当P含量为0.7％以下时，可易于抑制包含Fe和P的析出物等的粗大化，并且可减少断裂和断线。此外，可减少过量P在母相中的固溶，并且可制造具有高导电率的铜合金线。尽管取决于Fe的量和制造条件，但是随着P含量的降低，能够更容易地抑制粗大化等。当要求抑制析出物的粗大化(减少断裂和断线)时，可将P含量设定为0.6％以下、0.55％以下、0.5％以下或0.4％以下。

·Fe/P

除了引入上述特定范围内的Fe和P之外，优选的是，相对于P适当地引入Fe。当Fe含量等于或大于P含量时，能够易于抑制过量P在母相中的固溶以及导电率的降低，并且可更可靠地制造具有高导电率的铜合金线。此外，在相对于P未适当引入Fe的情况中，则可能会析出单质Fe或者包含Fe和P的析出物等可能会粗大化，并且可能无法适当地获得由析出强化带来的强度改善效果。然而，当相对于P适当地引入Fe时，这两种元素能够以具有适当尺寸的化合物等形式存在于母相中，并且能够很好地预期高导电性和高强度。定量而言，Fe含量与P含量之比Fe/P(以质量计)可为1.0以上10以下。

当Fe/P之比为1.0以上时，如上所述，可很好地获得由析出强化带来的强度改善效果，从而得到优异的强度。当要求更高的强度等时，Fe/P之比可设定为1.5以上、2.0以上或2.2以上。具体而言，当Fe/P之比为2.5以上时，导电性趋于更优异，并且Fe/P之比可设定为3.0以上、3.5以上、4.0以上或约4.0，例如3.5以上4.5以下。

当Fe/P之比为10以下时，可抑制Fe相对于P过量，并且可容易地抑制粗大化。当要求抑制析出物的粗大化等时，Fe/P之比可设定为8以下、7以下或6以下。

·Sn和Mg

在构成根据本实施方案的连接器端子用线材的铜合金的实施方案中，Sn含量和Mg含量可各自为0％，即，铜合金可基本上不包含Sn和Mg。在该实施方案中，通过调节Fe的量、P的量、制造条件等，可制造具有高导电率和高强度的铜合金线。此外，在该实施方案中，通过抑制因Sn和Mg的引入所致的导电率的降低，可获得更高的导电性。

或者，在构成根据本实施方案的连接器端子用线材的铜合金的实施方案中，Sn含量和Mg含量中的至少一者可大于0％，即，铜合金可包含Sn和Mg中的至少一者。在铜合金中，Sn和Mg各自主要以固溶体的形式存在于Cu(母相)中，并且当引入了Sn和Mg时，强度(如拉伸强度)趋向于更优异。因此，在该实施方案中，可预期强度的进一步升高。尽管取决于制造条件，但是随着Sn含量和Mg含量的提高，拉伸强度趋于提高，从而得到更高的强度，并且随着Sn含量和Mg含量的降低，导电率趋于升高。当要求更高的强度等时，Sn含量和Mg含量中的至少一者总计可设为0.01％以上、0.02％以上或0.025％以上。

当在总计0.7％以下的范围内引入Sn和Mg中的至少一者时，通过抑制因Sn和Mg在Cu中的过度固溶所致的导电率降低，可制造具有高导电率的铜合金线。此外，通过抑制由Sn和Mg的过度固溶所致的加工性的降低，能够易于进行塑性加工，如拉丝，从而得到优异的制造性。当要求高导电性、良好的加工性等时，引入Sn和Mg中的至少一者，并且其总含量可设定为0.6％以下、0.55％以下或0.5％以下。

Sn本身的含量可为(例如)0.08％以上0.6％以下，或0.1％以上0.55％以下。在Sn和Mg这二者中，当基本上未引入Mg并且引入了Sn的情况中，强度趋向于更为优异。在这种情况中，进一步当Fe/P之比为4.0以上时，在表现出高强度的同时，导电性趋于更为优异。

Mg本身的含量可为(例如)0.015％以上0.5％以下，或0.02％以上0.45％以下。在Sn和Mg这二者中，当基本上未引入Sn并且引入了Mg的情况中，导电性趋向于更为优异。与Sn相比，Mg难以降低导电率，并且在表现出高强度的同时，易于获得更高的导电率。

当引入Sn和Mg这二者时，与引入其中一者的情况相比，强度易于进一步提高，或者导电率易于进一步提高。

·C、Si和Mn

构成根据本实施方案的连接器端子用线材的铜合金可包含对Fe、P、Sn等具有脱氧效果的元素。具体而言，以质量比率计，铜合金可包含总计10ppm以上500ppm以下的选自由C、Si和Mn构成的组中的一种以上的元素。

如果在含氧环境(如大气气氛)中进行制造工艺，则存在Fe、P和Sn等元素可能会被氧化的担忧。当这些元素成为氧化物时，这些元素不能适当地形成析出物等，或者不能在母相中形成固溶体。因此，存在可能无法适当获得由于引入这些元素而带来的效果(即，高导电性和高强度)的担忧。还存在这样的担忧：这些元素的氧化物可能会在拉丝等过程中充当断裂的起始点，从而导致制造性降低。通过在特定范围内引入C、Mn和Si中的至少一种元素，优选引入两种元素(在这种情况中，优选为C和Mn，或者C和Si)，更优选引入所有这三种元素，能够通过析出Fe和P从而确保析出强化和高导电性，适当地，能够通过Sn的固溶强化从而实现更高的强度。因此，可制造具有优异导电性和高强度的铜合金线。

当总含量为10ppm以上时，可防止Fe等上述元素的氧化。随着总含量升高，能够更容易地获得防止氧化的效果，并且可将总含量设定为20ppm以上或30ppm以上。

当总含量为500ppm以下时，不易于发生因脱氧元素含量过剩而造成的导电性降低，从而得到优异的导电性。随着总含量的降低，能够更容易地抑制导电性下降，因此可将总含量设定为300ppm以下、200ppm以下或150ppm以下。

C本身的含量优选为10ppm以上300ppm以下、10ppm以上200ppm以下，尤其为30ppm以上150ppm以下。

Mn本身的含量或者Si本身的含量优选为5ppm以上100ppm以下，或大于5ppm且为50ppm以下。Mn和Si的总含量优选为10ppm以上200ppm以下，或大于10ppm且为100ppm以下。

当C、Mn和Si各自的引入量均在上述范围内时，能够容易地获得对于Fe等元素的很好的氧化防止效果。例如，可将铜合金中的氧含量设定为20ppm以下、15ppm以下或10ppm以下。

(结构)

在构成根据本实施方案的连接器端子用线材的铜合金的结构中，例如，可分散有包含Fe和P的析出物或结晶物。当铜合金具有其中分散有析出物等的结构、优选具有其中均匀分散有微细析出物等的结构时，能够预期由于析出强化而得到的强度提高和由于P等在Cu中的固溶减少而得到的高导电率。

(截面形状)

关于根据本实施方案的连接器端子用线材的截面形状，可根据连接器端子(连接器端子用线材用作连接器端子的材料)的形状进行适当选择。通常而言，连接器端子用线材是截面形状为四边形(如矩形或正方形)的矩形线材。可通过调节塑性加工条件从而改变截面形状。例如，在使用模具的情况中，通过适当选择模具形状，除了矩形线材外，还能够制造截面形状为圆形、椭圆形、多边形(如六边形)等的线材。

(尺寸)

可在能够获得将连接器端子用线材用作材料的连接器端子的范围内，适当地选择根据本实施方案的连接器端子用线材的尺寸。例如，在由作为材料的线材制造压接端子的情况中，可将线材切削至预定形状和尺寸。当用作该连接器端子的材料时，可这样选择尺寸，使得包括将要通过切削而除去的部分。例如，连接器端子用线材的截面积可为0.1mm²以上2.0mm²以下，或者在矩形线材中，宽度可设为约0.1mm以上3.0mm以下并且厚度可设为约0.1mm以上3.0mm以下。

(特性)

根据本实施方案的连接器端子用线材由具有上述特定组成的铜合金构成，并且兼具优异的导电性和强度。定量地，连接器端子用线材具有40％IACS以上的导电率以及600MPa以上的拉伸强度中的一者，更优选的是，同时具有40％IACS以上的导电率以及600MPa以上的拉伸强度。

当要求更高的导电率时，可将导电率设定为45％IACS以上、50％IACS以上或55％IACS以上。

当要求更高的强度时，可将拉伸强度设定为610MPa以上、620MPa以上或630MPa以上。

由于根据本实施方案的连接器端子用线材由具有上述特定组成的铜合金构成，因此即使长时间保持在高温下时，也不易于发生应力松弛。定量地，在将连接器端子用线材于150℃下保持选自200小时以上1,000小时以下范围的预定时间之后，连接器端子用线材的应力松弛率为30％以下。更优选的是，应力松弛率为28％以下或25％以下。在应力松弛试验中，可将弯曲应力设定为(例如)0.2％屈服应力的50％。对于由这种连接器端子用线材形成的连接器端子，即使在使用中长时间保持于约150℃的高温下，仍能够很好地维持与印制板等的电气连接状态和机械连接状态。即，连接器端子用线材能够形成具有高导电性、高强度和优异的应力松弛性的连接器端子。

当要求更高的应力松弛性时，当保持时间为1,000小时时，应力松弛率可设定为30％以下、28％以下或25％以下。下文中将描述测量应力松弛率的方法。

可通过调节组成和制造条件从而将导电率、拉伸强度和应力松弛率等设定为预定值。例如，当改变组成使得Fe、P以及根据需要的Sn和Mg等元素的量增加，或者拉丝度提高(线材变薄)时，拉伸强度趋于提高。例如，当在加工过程中进行热处理时，在一些情况中可进一步提高导电率(参见后述试验例1中进行了软化处理的样品)。当拉伸强度等提高时，应力松弛性变得优异，并且应力松弛率趋于降低(参见后述试验例1中的样品No.1-13和1-19)。

(表面层)

根据本实施方案的连接器端子用线材可直接用作连接器端子(如压接端子)的材料。根据本实施方案的连接器端子用线材可制造为镀覆线材，该镀覆线材在其表面的至少一部分上具有镀层。通过使用镀覆线材作为材料，能够容易地制造镀覆连接器端子，这有助于提高镀覆连接器端子的制造性。能够制造这样的镀覆线材，该镀覆线材仅在镀覆连接器端子中需要镀覆的部分具有镀层。然而，当制造全部表面上均具有镀层的镀覆线材时，易于进行镀覆操作，从而得到优异的制造性。在制造全部表面上均具有镀层的镀覆线材的过程中，可在具有最终形状和尺寸的线材上形成镀层。另一方面，可在最终阶段之前的阶段对材料进行镀覆，并且在镀覆之后，进行用于获得具有最终形状和尺寸的线材的塑性加工。在这种情况中，由于待进行镀覆的对象为具有简单形状和相对较大尺寸的材料，因此能够容易地进行镀覆，并且可易于获得具有厚度均匀的镀层的镀覆线材。

镀覆连接器端子中的镀层密着至连接器端子的连接对象(例如，印制板的通孔部分等的导体，通常由铜或铜合金构成)，并且起到维持良好的连通状态的功能。因此，作为镀覆线材的镀层的构成金属，可以适当使用具有这种功能的金属。尤其是，当设置有包含Sn和Ag中的至少一者的镀层时，当由镀覆线材制造镀覆连接器端子时，能够实现镀层和连接器端子之间的优异密着性以及镀层和连接器端子的连接对象间的优异密着性，这是优选的。具体而言，镀层可由选自由锡、锡合金、银和银合金构成的组中的至少一种金属构成。作为包含Sn和Ag的镀层的底层，可设置镍镀层和铜镀层中的至少一者。

可适当地选择镀层的厚度(当设置有底层时，则为底层和镀层的总厚度)，并且厚度为(例如)约0.3μm以上5μm以下。在该范围内，可展现出由于镀层的存在而实现的良好密着性，并且能够抑制因厚度过大而导致的镀层剥离，从而易于维持镀层。

[用途]

根据本实施方案的连接器端子用线材可用作各种连接器端子的材料。如上所述，由于具有优异的导电性、高强度以及优异的刚性、弹性和应力松弛性，因此根据本实施方案的连接器端子用线材可适宜用作要求导电性和强度均优异的压接端子等的材料。此外，预期根据本实施方案的连接器端子用线材可用于要求导电性和强度均优异的各种领域中。

[有益效果]

根据本实施方案的连接器端子用线材由具有特定组成的铜合金构成，因此具有优异的导电性和高强度。下面将在试验例1中具体描述这些有益效果。通过使用这种连接器端子用线材作为连接器端子的材料，并且通过对线材适当地进行切削等，可提供具有优异导电性和高强度的连接器端子。此外，由于具有高强度，因此预期可提供具有优异的应力松弛性的连接器端子。

[制造方法]

可通过(例如)包括下述步骤的制造方法制造根据本实施方案的连接器端子用线材。下面将描述各步骤的概要，然后将详细描述各步骤。

<连续铸造步骤>对具有上述特定组成的铜合金的熔融金属进行连续铸造，以制造铸造材料。

<拉丝步骤>对铸造材料或通过将铸造材料加工而获得的加工材料进行拉丝，以制造具有预定尺寸的拉丝材料。

<成形步骤>对具有预定尺寸的拉丝材料进行塑性加工，以制造具有预定形状的连接器端子用线材。

<热处理步骤>对<连续铸造步骤>之后<成形步骤>之前的材料进行时效处理。

在制造具有镀层的连接器端子用线材时，在(例如)<成形步骤>之前或<成形步骤>之后进行如下<镀覆步骤>。

<镀覆步骤>在目标线材的表面的至少一部分上形成包含Sn和Ag中的至少一者的镀层，以制造镀覆线材。

除了时效处理外，热处理还可包括中间热处理和固溶处理中的至少一者，下面将对其进行详细描述。

固溶处理是一种热处理，其目的是形成过饱和固溶体。可在连续铸造步骤之后、时效处理之前的任何时间进行固溶处理。

中间热处理是一种热处理，在连续铸造之后、成形步骤之前进行塑性加工的情况中，中间热处理的目的是除去因加工产生的应变并改善加工性。根据条件的不同，可以预期一定程度的时效和软化。可对拉丝之前的加工材料、拉丝过程中的中间拉丝材料、拉丝之后成形步骤之前的具有最终尺寸的拉丝材料等进行中间热处理。

<连续铸造步骤>

在该步骤中，通过对如上所述的铜合金的熔融金属进行连续铸造，从而制造铸造材料，其中所述铜合金包含特定范围内的Fe和P以及根据需要的Sn和Mg。此处，当在真空中进行熔融时，能够防止诸如Fe、P以及根据需要的Sn等元素的氧化。另一方面，当在大气气氛中进行熔融时，不需要气氛控制，从而可提高生产率。在这种情况中，为了防止因大气气氛中的氧造成的元素氧化，优选使用上述C、Mn和Si(脱氧元素)。

在添加C(碳)的方法中，例如，可用木炭片或木炭粉末等覆盖熔融金属的熔融金属表面。在这种情况中，C可由位于熔融金属表面附近的木炭片、木炭粉末等供至熔融金属中。

关于Mn和Si，可单独准备包含这些元素的原料并将其混入熔融金属中。在这种情况中，即使当从熔融金属表面上的木炭片、木炭粉末颗粒等之间形成的缝隙中露出的部分与大气气氛中的氧发生接触时，也能够抑制熔融金属表面附近的氧化。原料的实例包括单质Mn、单质Si、Mn和Fe的合金、以及Si和Fe的合金。

除了引入脱氧元素外，当使用各自由包含少量杂质的高纯度碳制成的坩埚和模具时，杂质不易于混入熔融金属中，这是优选的。

在根据本实施方案的连接器端子用线材中，典型地，Fe和P以析出物的形式存在，并且在引入Sn和Mg中的至少一者的情况中，Sn和Mg以固溶体的形式存在。因此，在连接器端子用线材的制造过程中，优选的是，包括形成过饱和固溶体的步骤。例如，可单独设置进行固溶处理的固溶处理步骤。在这种情况中，可在任何时间形成过饱和固溶体。另一方面，当进行连续铸造时，通过提高冷却速率以制造过饱和固溶体的铸造材料，而不单独设置固溶处理步骤，可最终制造具有优异的电学特性和机械特性的铜合金线。由于可以减少制造步骤数，因此可以获得优异的可制造性。因此，在制造连接器端子用线材的方法中，建议进行连续铸造，尤其是在冷却过程中通过提高冷却速率以进行快速冷却。

作为连续铸造方法，可使用各种方法，例如带轮法、双带法和上引法。特别地，在上引法中，可以减少诸如氧之类的杂质，并且易于防止Cu、Fe、P、Sn等的氧化，这是优选的。冷却过程中的冷却速率优选大于5℃/秒、大于10℃/秒或为15℃/秒以上。

可以对铸造材料进行各种类型的加工，例如塑性加工和切削。塑性加工的实例包括连续挤压(conform extrusion)和轧制(热轧、温轧和冷轧)等。切削的实例包括剥皮等。通过进行这样的加工，可以减少铸造材料的表面缺陷，并且在拉丝期间可以减少断线等，从而提高生产率。特别地，在对上引部件进行这种加工时，不易于发生断线等。

<拉丝步骤>

在该步骤中，对铸造材料、通过对铸造材料进行加工而获得的加工材料、通过对加工材料进行中间热处理而获得的中间热处理材料等进行至少一个道次(pass)、通常进行多个道次的拉丝(冷拉丝)，从而制造具有预定尺寸的拉丝材料。在进行多个道次的情况中，可根据组成、预定尺寸等适当地调节各道次的加工程度。在进行多个道次的情况中，通过在道次之间进行中间热处理，能够如上所述提高加工性等。

<成形步骤>

在该步骤中，通过塑性加工制造具有最终形状的连接器端子用线材。塑性加工可以是轧制等，但是可以是使用具有预定形状的模具的拉丝。在这种情况中，能够连续制造长的连接器端子用线材，这适合于批量生产。作为模具，例如，通过使用具有四边形通孔的异形模具，可以制造截面形状为四边形的矩形线材。

将要进行成形步骤的拉丝材料的尺寸优选接近具有最终形状的连接器端子用线材的尺寸。在这种情况中，可降低获得最终形状的加工度，并且通过减少因加工而引入的应变，可制造具有高导电率的连接器端子用线材。当在成形步骤之前进行中间热处理时，可高精度地形成在成形步骤中具有优异加工性并具有预定的最终形状和预定尺寸的连接器端子用线材，同时由于加工硬化带来的强化改善效果，从而可实现高强度。

<中间热处理>

在通过批量加工进行中间热处理的情况中，例如可使用如下条件：

{中间热处理条件}

(热处理温度)300℃以上550℃以下，优选350℃以上500℃以下

(保持时间)1小时以上40小时以下，优选3小时以上20小时以下

在对通过加工铸造材料而获得的加工材料进行中间热处理时，由于加工材料的截面积与具有最终尺寸的线材相比较大(更厚)，因此在热处理中，据认为可易于使用批量处理，其中在批量处理中，易于控制全部加工对象的加热状态。由于中间拉丝材料和拉丝材料具有相对较小的截面，因此可使用连续处理。关于中间热处理的条件，为了提高加工性等，可根据组成等从上述范围选择温度和时间。通过去除应变等，可预期恢复导电率，甚至在中间热处理之后进行诸如拉丝之类的塑性加工时，仍可预期维持高导电率。此外，当在中间热处理之后进行剥皮等时，可降低热处理所致的表面缺陷。

<热处理步骤>

在该步骤中，主要为了人工时效的目的而进行热处理(时效处理)，在人工时效中，会从材料(代表性的为过饱和固溶体)中析出包含Fe和P的析出物。热处理能够很好地实现由于析出物等的析出强化带来的强度改善效果，以及由于Cu中的固溶减少带来的高导电率维持效果。另外，通过进行热处理，可以预期一定程度的软化，并且当在热处理之后进行诸如拉丝之类的塑性加工时，可表现出优异的加工性。

可在连续铸造步骤之后的任意时间进行热处理(时效处理)。具体而言，可在如下时间进行处理：在<拉丝步骤>之前(热处理对象：铸造材料或加工材料)；在拉丝过程中(热处理对象：中间拉丝材料)；在<拉丝步骤>之后随即进行(热处理对象：具有预定尺寸的拉丝材料)；在<成形步骤>之后(热处理对象：具有预定尺寸的线材)等。特别地，优选在<成形步骤>之前进行处理。

关于热处理条件(时效条件)，如上所述，认为可易于使用批量处理，其中在批量处理中，易于控制加热状态。例如，条件如下：

{时效条件}

(热处理温度)350℃以上550℃以下，优选400℃以上500℃以下

(保持时间)1小时以上40小时以下，优选3小时以上20小时以下

可根据组成(元素类型、含量)、加工状态等，从上述范围内选择条件。关于具体实例，参见下文中所述的试验例1。

<镀覆步骤>

在<成形步骤>之前在材料上形成镀层的情况中，可在(例如)拉丝材料(其为具有圆形截面的圆线)等上形成镀层。在这种情况中，由于镀覆对象具有简单的形状以及一定程度的厚度，因此易于高精度地形成厚度均匀的镀层，从而得到优异的制造性。

在于具有最终形状的线材(其经过了<成形步骤>)上形成镀层的情况中，不会存在镀层在进行成形步骤中的塑性加工时损坏的担忧。

可根据所期望的组成，通过使用已知方法(如电镀或化学(无电解)镀覆)形成镀层。如上所述，可形成底层。可这样调节镀层的厚度，使得最终厚度为预定厚度。

[试验例1]

在各种制造条件下制造具有各种组成的铜合金线，并检测其特性。

通过如下三种制造方式(A)、(B)和(C)制造铜合金线，所述铜合金线各自为具有表1所示尺寸、具有矩形截面形状且具有镀层的矩形线材。在所有这些制造方式中，准备如下铸造材料。

(铸造材料)

准备电解铜(纯度：99.99％以上)和包含表1所示元素的母合金或单质元素作为原料。通过使用高纯度碳制坩埚(杂质含量：20质量ppm以下)，在大气中将所准备的原料熔融，以制造铜合金的熔融金属。铜合金的组成(余量为Cu和杂质)示于表1中。“连字符(-)”表示其中未添加。

通过使用铜合金的熔融金属和高纯度碳制模具(杂质含量：20质量ppm以下)，通过上引法制造具有下述线径和圆形截面的连续铸造材料。冷却速率设定为大于10℃/秒。

在该试验中，准备木炭片作为碳源，并且准备包含Si或Mn的铁合金作为Si源或Mn源。用木炭片充分覆盖各熔融金属的熔融金属表面，使得熔融金属表面未与大气接触。调节木炭片的量，使得因木炭片与熔融金属表面间的接触而混入熔融金属中的C的量对应于表1所示“微量元素”下的“C”含量(质量ppm)。

在调节铁合金的量的同时，使铁合金混入熔融金属中，使得Si和Mn相对于熔融金属的含量对应于表1所示“微量元素”下的“Si”和“Mn”含量(质量ppm)。

(铜合金线的制造方式)

(A)连续铸造(线径φ12.5mm)

连续挤压(线径φ9.5mm)

拉丝(线径φ2.6mm或φ1.6mm)

热处理(表1中的时效处理条件下)

拉丝(线径φ1.0mm)

中间热处理(表1中的软化处理条件下)

成形(通过使用异形模具的矩形拉丝，0.64mm×0.64mm≈0.4mm²，或者长0.64mm×宽1.50mm≈1mm²)

锡镀层的形成(厚度1.5μm)

(B)连续铸造(线径φ12.5mm)

冷轧(线径φ9.5mm)

中间热处理(温度：选自400℃至550℃的范围，保持时间：选自4小时至16小时的范围)

剥皮(线径φ8mm)

拉丝(线径φ2.6mm或φ1.6mm)

热处理(表1中的时效处理条件下)

拉丝(线径φ1.0mm)

中间热处理(表1中的软化处理条件下)

锡镀层的形成(厚度1.5μm)

(C)连续铸造(线径φ12.5mm)

拉丝(线径φ9.5mm)

剥皮(线径φ8mm)

拉丝(线径φ2.6mm或φ1.6mm)

热处理(表1中的时效处理条件下)

拉丝(线径φ1.0mm)

中间热处理(表1中的软化处理条件下)

成形(通过使用异形模具的矩形拉丝，0.64mm×0.64mm≈0.4mm²，或长0.64mm×宽1.50mm≈1mm²)

锡镀层的形成(厚度1.5μm)

在制造方式(A)、(B)和(C)中，关于软化处理条件在表1中进行描述的样品，在表1所示线径下，在表1所示条件下进行中间热处理(软化处理)。可省略中间热处理(参见表1中软化处理一栏表示为“-”的样品)。

关于根据制造方式(A)、(B)和(C)制造的铜合金线，检测拉伸强度(MPa)和导电率(％IACS)。结果如表1所示。

通过使用通用拉伸试验仪，根据JIS Z 2241(金属材料拉伸试验方法，1998)测量拉伸强度(MPa)。通过电桥法测量导电率(％IACS)。

[表1]

在以下描述中比较了具有相同尺寸的最终线材。

从表1中可清楚地看出，样品No.1-1至1-23的铜合金线的导电率为40％IACS以上，拉伸强度为600MPa以上，并且与样品No.1-101和1-102相比，以很好的均衡方式表现出高导电率和高强度。据认为其一个原因为：在各样品No.1-1至1-23中，线材由具有特定组成的铜合金构成，该特定组成包含特定范围内的Fe、P以及根据需要的Sn和Mg。因此，认为获得了由于基于Fe和P的引入的析出强化带来的强度改善效果，以及由于母相中P等的固溶减少带来的导电率维持效果，并且还获得了由于根据需要的Sn和Mg的固溶强化所带来的强度改善效果。据认为另一原因是：由于Fe/P之比满足范围1.0以上10以下，因此适当地析出Fe和P的化合物，并且可减少过剩的P的固溶。此外，据认为另一原因为：此处，引入适当量的C、Mn和Si能够防止Fe、P、Sn等的氧化，并且可易于获得由Fe和P带来的强度改善效果，由根据需要的Sn带来的强度改善效果，以及由于固溶减少带来的维持Cu的导电率的效果。

关于导电率，所有样品No.1-1至No.1-23的导电率均为45％IACS以上，许多样品的导电率为50％IACS以上或60％IACS以上，并且有导电率为62％IACS以上的样品。

关于拉伸强度，所有样品No.1-1至No.1-23的拉伸强度均为600MPa以上，并且许多样品的拉伸强度为610MPa以上或620MPa以上。

下面将关注组成。

此处，当Fe/P之比为2.5以上(样品No.1-6和1-7)、2.9以上(样品No.1-15和1-16)、3.0以上(样品No.1-10和1-11)、或3.5以上(样品No.1-2、1-3、1-17和1-18)时，导电率易于增加。

除了Fe和P之外，当引入Sn(样品No.1-17和1-18)以及引入Mg(样品No.1-15和1-16)时，即使Sn或Mg的量极低，样品也明显具有高导电率和高强度。由这些样品可预期，即使包含特定范围内的Fe和P且不包含Mg和Sn的铜合金线也具有优异的导电率和高强度，定量而言，其满足导电率为40％IACS以上且拉伸强度为600MPa以上。

除了Fe和P之外，在Sn和Mg中，当引入了Sn时，强度趋于更为优异，并且当引入Mg时，导电率趋于更为优异(例如，参见并对比样品No.1-8和1-9以及No.1-10和1-11)。

在除了Fe和P之外还引入了Sn的情况中，随着Sn含量的增加，强度趋于升高，并且随着Sn含量的降低，导电率趋于升高(例如，参见并对比样品No.1-22和1-23、No.1-20和1-21、以及No.1-17和1-18)。

在除了Fe和P之外还引入了Mg的情况中，随着Mg含量的增加，强度趋于升高，并且随着Mg含量的降低，导电率趋于升高(例如，参见并对比样品No.1-10和1-11以及No.1-15和1-16)。

在除了Fe和P之外还引入了Sn以及Mg两者的情况中，与仅引入Sn或Mg的情况相比，强度易于进一步升高(例如，参见并对比样品No.1-4和1-5(引入Sn和Mg两者)、No.1-2和1-3(仅引入Sn)和No.1-15和1-16(仅引入Mg))。此外，在一些情况中，导电率更高且强度更高(例如，参见并对比样品No.1-6和1-7(引入Sn和Mg两者)、No.1-2和1-3(仅引入Sn)和No.1-10和1-11(仅引入Mg))。

此外，由该试验可认为，当C含量为100质量ppm以下，Mn和Si的总量为20质量ppm以下，并且这三种元素的总含量为150质量ppm以下、尤其为120质量ppm以下时，不易于发生由于这些元素的引入所致的导电率和强度的降低，并且这些元素起到了抗氧化剂的作用，因此Fe和P能够适当地析出，并且可使Sn等固溶。

关于热处理，该试验表明，当对具有预定尺寸的线材进行中间热处理(软化处理)时，与未进行中间热处理的情况相比，导电率趋于增加(例如，参见样品No.1-2和1-1，样品No.1-13和1-12，以及样品No.1-20和1-19)。

另外，样品No.1-1至1-23的线材具有优异的应力松弛性。此处，按照如下程序检测样品No.1-13和1-19的线材、由磷青铜制成的线材和由黄铜制成的线材的应力松弛率。

参照日本铜和黄铜协会技术标准“薄板条弯曲应力松弛试验方法”(JCBA,T309:2004)，通过悬臂法测量应力松弛率。对样品施加预定的弯曲应力，将呈弓形弯曲状态的样品在由保护块支撑的状态下置于加热炉内，并进行下述耐热试验。耐热试验条件如下：预定弯曲应力为0.2％屈服应力的50％，加热温度为150℃，保持时间(小时)选自10小时至1,000小时范围内。

由获得预定弯曲应力所需的试样的初始变形δ₀(mm)以及下述永久变形δ_t(mm)，获得应力松弛率(％)＝(永久变形δ_t/初始变形δ₀)。永久变形δ_t定义为在耐热试验之后卸载弯曲应力时所发生的试样的变形。

作为磷青铜(C5191)线材和黄铜(C2600)线材，准备了市售材料(0.64mm×0.64mm)。

表2示出了各样品的线材的特性[导电率(％IACS)、拉伸强度(MPa)和0.2％屈服应力(MPa)]，以及各保持时间(小时)的应力松弛率(％)。通过金属材料拉伸试验方法和电桥法测量各样品的线材的特性。

[表2]

从表2中可明显看出，与样品No.1-201(磷青铜)和样品No.1-202(黄铜)相比，样品No.1-13和1-19的线材各自以很好的均衡方式具有高导电率和高强度，并且具有低应力松弛率，这表明不易于发生应力松弛。特别地，在样品No.1-13和1-19中，应力松弛率低于认为具有优异弹性的样品No.1-201(磷青铜)的应力松弛率，并且不仅在保持时间较短(50小时)的情况中，甚至在经过200小时或1,000小时之后，应力松弛率仍为30％以下。此处，在保持时间为100小时时，磷青铜的应力松弛率为28％。与此相比，在样品No.1-13和1-19的各线材中，经过1,000小时后的应力松弛率为25％以下或20％以下，并且在样品No.1-19中，应力松弛率更低，为15％以下。据认为，具有如此优异的应力松弛性的一个原因是：由于样品No.1-13和1-19各自由具有特定组成的铜合金构成，因此0.2％屈服应力/拉伸强度之比高于磷青铜的0.2％屈服应力/拉伸强度之比。另外，由该试验还可预期，对于样品No.1-1至1-12、No.1-14至18和No.1-20至1-23的线材，应力松弛率基本等于样品No.1-13和1-19的应力松弛率，并且表现出等于或高于磷青铜的优异应力松弛性。

该试验表明，对于由包含特定范围内的Fe、P以及根据需要的Sn和Mg的铜合金构成的铜合金线，其具有优异的导电性和高强度。该试验还表明铜合金线具有优异的应力松弛性。另外，该试验表明，通过选择特定组成并进行至少包括时效处理的热处理，可获得具有高导电性和高强度的线材。特别地，如在该试验例中，通过使固溶处理步骤与连续铸造步骤组合，并且通过使用异形模具进行拉丝而形成最终形状，可减少步骤次数，并且可连续制造长线材，从而显示出优异的制造性。

本发明的范围不限于上述实例，而是由随附权利要求限定，并且旨在包括与权利要求的含义和范围相当的含义和范围内的所有修改。

例如，可适当地改变试验例1中的铜合金的组成、矩形线材的宽度和厚度、热处理条件等。

Claims

1.一种连接器端子用线材，包含：

0.1质量％以上1.5质量％以下的Fe；

0.02质量％以上0.7质量％以下的P；以及

总计0质量％以上0.7质量％以下的Sn和Mg中的至少一者，

余量为Cu和杂质。

2.根据权利要求1所述的连接器端子用线材，包含总计0.01质量％以上0.7质量％以下的Sn和Mg中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的连接器端子用线材，其中以质量计，Fe/P之比为1.0以上10以下。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的连接器端子用线材，以质量比率计，还包含总计10ppm以上500ppm以下的选自由C、Si和Mn构成的组中的一种以上的元素。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材的导电率为40％IACS以上，并且拉伸强度为600MPa以上。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的连接器端子用线材，其中在将所述连接器端子用线材于150℃下保持选自200小时以上1,000小时以下范围的预定时间之后，所述连接器端子用线材的应力松弛率为30％以下。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材的截面积为0.1mm²以上2.0mm²以下。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材是截面形状为四边形的矩形线材。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的连接器端子用线材，其中所述连接器端子用线材在其表面的至少一部分上具有镀层，该镀层包含Sn和Ag中的至少一者。