JPH02111834A - 耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金 - Google Patents
耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金Info
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- JPH02111834A JPH02111834A JP26293988A JP26293988A JPH02111834A JP H02111834 A JPH02111834 A JP H02111834A JP 26293988 A JP26293988 A JP 26293988A JP 26293988 A JP26293988 A JP 26293988A JP H02111834 A JPH02111834 A JP H02111834A
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Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・
電子部品配線用銅合金に関し、さらに詳しくは、半導体
部品（例えばリードフレーム）、機構部品（例えば開閉
器部品、ブスバー、端子、コネクター等）およびプリン
ト配線、電極等の電気・電子部品配線用の耐マイグレー
ション性に優れた高導電性銅合金に関する。
電子部品配線用銅合金に関し、さらに詳しくは、半導体
部品（例えばリードフレーム）、機構部品（例えば開閉
器部品、ブスバー、端子、コネクター等）およびプリン
ト配線、電極等の電気・電子部品配線用の耐マイグレー
ション性に優れた高導電性銅合金に関する。
［従来の技術］
（背景技術）
近年、クーラー、ＴＶ、ＶＴＲ等の家庭電化製品、産業
用電子機器および自動車等に搭載される電気・電子部品
は急速に小型化、および高密度実装化が進んできている
。上記の電気・電子部品の小型化、高密度実装化に伴な
い電気・電子部品を実公するための配！３（すなわち電
気・電子部品相互を接続して回路を構成する導線等の導
体）もその影響を受けて、配線間距離の短縮化による高
密度化或は多層化等が進みつつある。
用電子機器および自動車等に搭載される電気・電子部品
は急速に小型化、および高密度実装化が進んできている
。上記の電気・電子部品の小型化、高密度実装化に伴な
い電気・電子部品を実公するための配！３（すなわち電
気・電子部品相互を接続して回路を構成する導線等の導
体）もその影響を受けて、配線間距離の短縮化による高
密度化或は多層化等が進みつつある。
しかも、配線自体の微細化等に対応すべく配線を流れる
電流容ユの向上が試みられている。
電流容ユの向上が試みられている。
（従来技術）
ところで、従来電気・電子部品配線用材料としてはＣｕ
、Ｃｕ−ＰあるいはＣｕ−Ｚｎが用いられている。
、Ｃｕ−ＰあるいはＣｕ−Ｚｎが用いられている。
しかし、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｐを用いて前記した配置線の高密
度化、多層化を図ろうとすると、金属の電気化学化なマ
イグレーションが生し、配線間の絶縁性が低下してしま
うということが見い出された。その結果、配線の高密度
化、多層化か困難となり、ひいては、電気・電子部品の
小型化および高密度実装に困難が生ずるという課題があ
った。
度化、多層化を図ろうとすると、金属の電気化学化なマ
イグレーションが生し、配線間の絶縁性が低下してしま
うということが見い出された。その結果、配線の高密度
化、多層化か困難となり、ひいては、電気・電子部品の
小型化および高密度実装に困難が生ずるという課題があ
った。
上記のマイグレーションとは、次のような現象である。
すなわち、配線間に結露あるいは水分の吸着をまねく塵
埃が付着すると、電界の彫りを受けて、配線を構成する
金属原子がイオン化し、このイオン化した金属原子がク
ーロンフォースにより陰栖に析出しくこの析出物を電析
物という）、この電析物がさらにめっき（電析）と同じ
ように陰極から樹・枝状に成長し陽朽側までに達し、配
線間が短絡する現象である。これは、乾燥、結露等の環
境に応じて金属結晶中および表面に酸化物を伴なうこと
が多く、配線を構成する物質が配線同士を絶縁している
プラスチック、ガラスおよびセラミック等の絶縁物の表
面上をきわめて薄膜状で走り、先端では複数本となるこ
とが多い。また、このマイグレーションは印加電圧が数
ボルトから数十ボルト、電流が数アンペアから数十アン
ペアで発生し、−成約には銀が起こり易いといわれてき
たが、最近の電気・電子部品の配線回路の高密度実装化
、多層化の進展につれて銅および銅合金にも生じる恐れ
があることを見い出した。
埃が付着すると、電界の彫りを受けて、配線を構成する
金属原子がイオン化し、このイオン化した金属原子がク
ーロンフォースにより陰栖に析出しくこの析出物を電析
物という）、この電析物がさらにめっき（電析）と同じ
ように陰極から樹・枝状に成長し陽朽側までに達し、配
線間が短絡する現象である。これは、乾燥、結露等の環
境に応じて金属結晶中および表面に酸化物を伴なうこと
が多く、配線を構成する物質が配線同士を絶縁している
プラスチック、ガラスおよびセラミック等の絶縁物の表
面上をきわめて薄膜状で走り、先端では複数本となるこ
とが多い。また、このマイグレーションは印加電圧が数
ボルトから数十ボルト、電流が数アンペアから数十アン
ペアで発生し、−成約には銀が起こり易いといわれてき
たが、最近の電気・電子部品の配線回路の高密度実装化
、多層化の進展につれて銅および銅合金にも生じる恐れ
があることを見い出した。
また、開閉器（例えばマイクロスイッチ）等においては
頻繁な開閉に耐えつるために機械的強度が必要とされる
が、Ｃｕ−Ｐを用いた場合にはその要請に答えることが
困難であった。
頻繁な開閉に耐えつるために機械的強度が必要とされる
が、Ｃｕ−Ｐを用いた場合にはその要請に答えることが
困難であった。
一方、黄銅は耐マイグレーション性には優れているが、
導電率が低く、上述した電気・電子部品配線の電流容量
の向上に対応することができない。
導電率が低く、上述した電気・電子部品配線の電流容量
の向上に対応することができない。
［本発明が解決しようとする課題］
本発明は上記に説明したような従来における種々の問題
点に鑑みなされたものであって半導体部品、開閉機部品
、ブスバー、端子、コネクター等の機構部品、プリント
配線、電極などの電気・電子部品配線高密度化し、高密
度て実装化されることにより配線間の紙材距離およびＴ
Ｌ極間距だが例えば２．５４ｍｍから０．６３５〜１．
２７ｍｍと近接したり、あるいは結露したとしても、電
析物の成長を抑制しマイグレーションを起こし跨くする
とともに、さらに電流容量の向上の目的にも対応できる
ように少なくとも５５％Ｉ ＡＣ５以上の導電率を有し
、かつ純銅よりも機械的性質と耐熱性を向上させた耐マ
イグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線
用銅合金を提供することを目的とするものである。
点に鑑みなされたものであって半導体部品、開閉機部品
、ブスバー、端子、コネクター等の機構部品、プリント
配線、電極などの電気・電子部品配線高密度化し、高密
度て実装化されることにより配線間の紙材距離およびＴ
Ｌ極間距だが例えば２．５４ｍｍから０．６３５〜１．
２７ｍｍと近接したり、あるいは結露したとしても、電
析物の成長を抑制しマイグレーションを起こし跨くする
とともに、さらに電流容量の向上の目的にも対応できる
ように少なくとも５５％Ｉ ＡＣ５以上の導電率を有し
、かつ純銅よりも機械的性質と耐熱性を向上させた耐マ
イグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線
用銅合金を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、Ｍｇ：０．２〜１．５％を含有し、残部が実
質的にＣｕからなることを特徴とする耐マイグレーショ
ン性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金に第
１の要旨が存在し、また、Ｍｇ：０．２〜１．５％、Ｚ
ｎ ： ０． ５〜２． ０％を含有し、残部が実質的
にＣｕからなることを特徴とする耐マイグレーション性
に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金に第２の
要旨が存在する。
質的にＣｕからなることを特徴とする耐マイグレーショ
ン性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金に第
１の要旨が存在し、また、Ｍｇ：０．２〜１．５％、Ｚ
ｎ ： ０． ５〜２． ０％を含有し、残部が実質的
にＣｕからなることを特徴とする耐マイグレーション性
に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金に第２の
要旨が存在する。
［作 用］
本発明に係る耐マイグレーション性に優れた高導電性電
気・電子部品配線高密度化について、以下詳細に説明す
る。
気・電子部品配線高密度化について、以下詳細に説明す
る。
先ず、本発明に係る耐マイグレーション性に優れた高導
電性電気・電子部品配線用銅合金の含有成分および成分
割合について説明する。
電性電気・電子部品配線用銅合金の含有成分および成分
割合について説明する。
Ｍｇは、電圧が印加された電気・電子部品の配線間に水
の浸入や、結露等が生じた場合のＣｕのマイグレーショ
ンの発生を防止し、４ ？”ｊ、 電流を抑制するため
の必須元素であり、０．２％未満では黄銅と同程度の抑
制効果が得られず、又１．５％を越えて含有された場合
は、Ｃｕのマイグレーションの生成を抑え、漏洩電流の
抑制効果はあるが、Ｍ ｇの酸化物が急激に増加し、溶
湯の流動性が悪くなり造塊性が低下する。また、導電性
も低下する。従って、Ｍｇの含有量は０，２〜１．５％
とする。
の浸入や、結露等が生じた場合のＣｕのマイグレーショ
ンの発生を防止し、４ ？”ｊ、 電流を抑制するため
の必須元素であり、０．２％未満では黄銅と同程度の抑
制効果が得られず、又１．５％を越えて含有された場合
は、Ｃｕのマイグレーションの生成を抑え、漏洩電流の
抑制効果はあるが、Ｍ ｇの酸化物が急激に増加し、溶
湯の流動性が悪くなり造塊性が低下する。また、導電性
も低下する。従って、Ｍｇの含有量は０，２〜１．５％
とする。
ＺｎはＭｇと共添されることにより導電性をより一層向
上させる。０．５％未満では、Ｍｇと共添されてもＣｕ
のマイグレーション形成の抑制効果は少なく、２．０％
を越えると耐マイグレーション性は向上するが、導電性
のより一層の向上は望めない。従って、Ｚｎの含有量は
０５〜２．０％とする。
上させる。０．５％未満では、Ｍｇと共添されてもＣｕ
のマイグレーション形成の抑制効果は少なく、２．０％
を越えると耐マイグレーション性は向上するが、導電性
のより一層の向上は望めない。従って、Ｚｎの含有量は
０５〜２．０％とする。
なお、Ｂ、Ａｉ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ。
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｉｎおよびｓｂは１種また２
種以上で導電性５５％Ｉ ＡＣ３を満足し得る範囲で適
宜含有しても、本発明の耐マイグレーション性が失なわ
れるものではない。
種以上で導電性５５％Ｉ ＡＣ３を満足し得る範囲で適
宜含有しても、本発明の耐マイグレーション性が失なわ
れるものではない。
［実施例］
本発明に係る耐マイグレーション性に優れた高導電性電
気・電子部品配線用銅合金の実施例を説明する。
気・電子部品配線用銅合金の実施例を説明する。
第１表に示す組成の銅合金を小型電気炉で大気中にて木
炭被覆下で溶解し、厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１
８０ｍｍの鋳塊を溶製した。
炭被覆下で溶解し、厚さ５０ｍｍ、幅８０ｍｍ、長さ１
８０ｍｍの鋳塊を溶製した。
上記鋳塊の表面および裏面を各々２ｍｍ面削し、Ｎｏ１
４の黄銅は７４０℃、黄銅以外は８２０℃の温度により
熱間圧延を行ない、厚さ１５ｍｍの板材とした。熱間圧
延材の表面の酸化スケールを２０ｖｏ１％硫酸水にて除
去後、冷間圧延にて途中、黄銅以外は５００℃Ｘ２ｈｒ
、黄銅は４３０℃ｘ２ｈｒで焼鈍し、厚さ０．３２ｍｍ
に調整し板材とした。
４の黄銅は７４０℃、黄銅以外は８２０℃の温度により
熱間圧延を行ない、厚さ１５ｍｍの板材とした。熱間圧
延材の表面の酸化スケールを２０ｖｏ１％硫酸水にて除
去後、冷間圧延にて途中、黄銅以外は５００℃Ｘ２ｈｒ
、黄銅は４３０℃ｘ２ｈｒで焼鈍し、厚さ０．３２ｍｍ
に調整し板材とした。
（耐マイグレーション性）
上記板材から、厚さ０．３２ｍｍ、幅３．０ｍｍ、長さ
８０ｍｍの試験片を採取した。この試験片を２枚１組と
し、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、１ｍｍ厚のＡ
ＢＳ樹脂板（絶縁物）２を２枚の試験片１．１の間に介
在させるとともに、試験片１．１の両端部を上下から押
え板３３で挟持し、押え板３．３を表面絶縁性のクリッ
プ４で押圧しすることによりセットし、２枚の試験片１
．１間に直流電流１４Ｖを印加しつつ、［（水道水中に
５分間浸漬）−（１０分間乾燥）］の乾湿繰り返し試験
を５０サイクル行った。なお、水道水への浸漬は上方の
試験片の上面（ａで示す而）が浸漬するように行った。
８０ｍｍの試験片を採取した。この試験片を２枚１組と
し、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、１ｍｍ厚のＡ
ＢＳ樹脂板（絶縁物）２を２枚の試験片１．１の間に介
在させるとともに、試験片１．１の両端部を上下から押
え板３３で挟持し、押え板３．３を表面絶縁性のクリッ
プ４で押圧しすることによりセットし、２枚の試験片１
．１間に直流電流１４Ｖを印加しつつ、［（水道水中に
５分間浸漬）−（１０分間乾燥）］の乾湿繰り返し試験
を５０サイクル行った。なお、水道水への浸漬は上方の
試験片の上面（ａで示す而）が浸漬するように行った。
その間の最大Ｋｎ ？”Ｌ電流値を高感度レコーダーで
測定した。
測定した。
なお、最大漏洩電流が小さいほど耐マイグレーション性
は優れていることを意味する。
は優れていることを意味する。
（機械的強度）
引張強さ、伸びは、試験片の長手方向を圧延方向に平行
とした、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片にて測定した。
とした、ＪＩＳ１３号Ｂ試験片にて測定した。
（電流容量）
電流容量は導電率を測定することにより評価した。
導電率はＪＩＳＨＯ５０５に基づいて測定した。
上記の実験から第２表の結果を得た。
第２表から明らかなように、本発明合金Ｎｏ、１〜１１
は、比較合金Ｎｏ、１２に比して最大漏洩電流が０．４
〜０．６Ａと小さく、Ｎｏ、１４の黄銅並であり、耐マ
イグレーション性に優れていることがわかる。
は、比較合金Ｎｏ、１２に比して最大漏洩電流が０．４
〜０．６Ａと小さく、Ｎｏ、１４の黄銅並であり、耐マ
イグレーション性に優れていることがわかる。
さらに、本発明合金の導電率は、黄銅（Ｎｏ１１４）の
２倍以上を有し、この点でも優れていることが判る。
２倍以上を有し、この点でも優れていることが判る。
本試験では漏洩電流の試験時の印加電圧を自動車用の１
４Ｖとしたが、一般的には２４Ｖあるいは１００Ｖの交
流回路にも銅合金は使用され、より一層放電しやすい状
況下にあるので、本発明は民生用および産業用にも適用
し得ることは言うまでもない。
４Ｖとしたが、一般的には２４Ｖあるいは１００Ｖの交
流回路にも銅合金は使用され、より一層放電しやすい状
況下にあるので、本発明は民生用および産業用にも適用
し得ることは言うまでもない。
また、本発明合金はＣｕ−Ｐ合金（Ｎｏ、１５）と比較
して、はるかに高い引張強度を示しており、強度を必要
とする配線にも好適に使用しうることがわかる。
して、はるかに高い引張強度を示しており、強度を必要
とする配線にも好適に使用しうることがわかる。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明に係る電気・電子部品配線
用銅合金はＣｕのマイグレーション現象を抑制すること
により、配線間距離を小さくしても短絡するという不具
合いがなくなり、しかもａ重塁の大きな材料が得られる
ため、電流容量の増大による発熱、焼損等も少なくなる
。
用銅合金はＣｕのマイグレーション現象を抑制すること
により、配線間距離を小さくしても短絡するという不具
合いがなくなり、しかもａ重塁の大きな材料が得られる
ため、電流容量の増大による発熱、焼損等も少なくなる
。
第１表
第１図は耐マイグレーション性を評価するための実験方
法を示すための平面図及び側面図である。 １・・・試験片、２・・・ＡＢＳ樹脂板、３・・・押え
板、４・・・クリップ、５・・・電線、６バツテーリー
第２表
法を示すための平面図及び側面図である。 １・・・試験片、２・・・ＡＢＳ樹脂板、３・・・押え
板、４・・・クリップ、５・・・電線、６バツテーリー
第２表
Claims (2)
- （１）Ｍｇ：０．２〜１．５％（重量％、以下同じとす
る）を含有し、残部が実質的にＣｕからなることを特徴
とする耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電
子部品配線用銅合金。 - （２）Ｍｇ：０．２〜１．５％、Ｚｎ：０．５〜２．０
％を含有し、残部が実質的にＣｕからなることを特徴と
する耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子
部品配線用銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262939A JP2722401B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262939A JP2722401B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111834A true JPH02111834A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2722401B2 JP2722401B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=17382670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262939A Expired - Fee Related JP2722401B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 耐マイグレーション性に優れた高導電性電気・電子部品配線用銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722401B2 (ja) |
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