JPH03158431A

JPH03158431A - 電子機器用高力高導電銅合金

Info

Publication number: JPH03158431A
Application number: JP29402589A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Watanabe; 宏昭渡辺
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-07-08

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体集積回路（ＩＣ）のリードフレーム材
及び端子、コネクター　リレー、スイッチ等のばね材に
適する電子機器用銅合金に関するものである。

（従来の技術及び問題点）従来、半導体機器のリード材としては、熱膨張係数が低
く、素子及びセラミックとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６ｃｏ）　、　４２合金（
Ｆｅ−４２Ｎｉ　）などの高ニッケル合金が好んで使わ
れてきた。しかし、近年、半導体回路の集積度の向上に
伴い消費電力の高いＩＣが多くなってきたことと、封止
材料として樹脂が多く使用され、かつ素子とリードフレ
ームの接着も改良が加えられたことにより、使用される
リード材も放熱性のよい銅基合金が使われるようになっ
てきた。

一般に半導体機器のリード材としては以下のような特性
が要求されている。

（１）リードが電気信号伝達部であるとともに、パッケ
ージング工程中及び回路使用中に発生する熱を外部に放
出する機能を併せ持つことを要求される為、優れた熱及
び電気伝導性を示すもの。

（２）リードとモールドとの密着性が半導体素子保護の
観点から重要であるため、リード材とモールド材の熱膨
張係数が近いこと。

（３）パッケージング時に種々の加熱工程が加わる為、
耐熱性が良好であること。

（４）リードはリード材を抜き打ち加工し、又曲げ加工
して作製されるものがほとんどである為、これらの加工
性が良好なこと。

（５）リードは表面に貴金属のメツキを行う為、これら
貴金属とのメツキ密着性が良好であること。

（６）パッケージング後に封止材の外に露出している、
いわゆるアウター・リード部に半田付けするものが多い
ので良好な半田付は性を示すこと。

（７）機器の信頼性及び寿命の観点から耐食性が良好な
こと。

（８）価格が低廉であること。

これら各種の要求特性に対し、従来から使用されている
合金は一長一短があり、満足すべきものは見い出されて
いない。

又、端子、コネクター　リレー、スイッチ等のばね材と
しては、安価な黄銅、優れたばね特性及び耐食性を有す
る洋白、あるいは優れたばね特性を有するりん青銅が使
用されていた。しかし、黄銅は強度、ばね特性が劣って
おり、又強度、ばね特性の優れた洋白は１８重量％のＮ
ｉを含むため、又、りん青銅は８重量％のＳｎを含むた
め、原料の面及び製造上熱間加工性が悪い等の加工上の
制約も加わり高価な合金であった。さらには電気機器用
等に用いられる場合、電気伝導度が低いという欠点を有
していた。従って、導電性が良好であり、ばね特性に優
れた安価な合金の現出が待たれていた。

一方、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｔｉ系合金は上述の要求特性をかな
り満足するものの、熱（１！気）伝導性に関しては改善
の必要性があった。

［問題点を解決するための手段］本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、従来の銅基
合金のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導
電性ばね材として好適な諸特性を有する銅基合金を提供
しようとするものである。

特に、従来のＣｕ−Ｃｒ−Ｔｉ系合金の持つ欠点を改良
し、電子機器用材料として好適な諸特性を有する銅合金
を提供するものである。すなわち本発明は、Ｃｒｙ　、
　０５　〜１．Ｏｗｃ　　％、　　Ｔ　　ｉ　　Ｏ，０
２〜　０，６ｗし％、Ｆｅｄ、０５〜１．５ｗｔ％を含
み、残部Ｃ１１及び不可避不純物からなることを特徴と
する電子機器用高力高導電銅合金、及びＣｒ　Ｏ，０５
〜ｌ　、Ｏｗ　ｔ％、　Ｔ　ｉ　Ｏ，０２〜０．６　ｗ
　ｔ％、Ｆｅ　Ｏ，０５〜１．５ｗｊ％、さらに副成分
としてＡｌ、Ｂ０．Ｇｏ、Ｈｆ、Ｉ　ｎ、Ｍｇ、Ｍｎ％
Ｎ　ｉ、Ｐ、Ｓｎ％Ｚｎ、Ｚｒからなる群より選択され
た１種又は２種以上を総量で０．０１〜２，０ｗｔ％を
含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴と
する電子機器用高力高導電銅合金、並びにＯの含有量が
２０ｐｐｍ以下で、かっＳの含有量が１５ｐｐｍ以下で
ある前記記載の電子機器用高力高導電銅合金に関するも
のである。

［発明の詳細な説明〕次に、本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明
する。

Ｃｒは、時効処理を行うことにより母材中に金属Ｃｒを
析出させ、強度及び耐熱性を向上させるために添加する
もので、その含有量を０．０５〜１．０ｗｔ％とするの
は、０．０５ｗ’ｔ％未満では前述の効果が期待できず
、逆に１．Ｏｗｎ％を超えると、溶体化処理後において
も未溶解Ｃｒが母材中に残留し、著しい導電率及び加工
性の低下が起こるためである。

Ｔｉは、時効処理を行うことにより母材中にＦｅと金属
間化合物を形成し、強度、耐熱性、導電性の向上が図れ
るためで、特に導電性はＴｉ−Ｆｅの金属間化合物を形
成させることでＴｉ単独添加に比べ、著しい改善が見ら
れる。Ｔｆの含有量を０．０２〜０．６ｗｔ％とするの
は、　０．０２ｗｔ％未満では前述の効果が期待できず
、逆に０゜６ｗｔ％を超えると、Ｃｒと同様、溶体化処
理後においても未溶解Ｔ１が母材中に残留し、著しい導
電性及び加工性の低下が起こるためである。

Ｆｅは、Ｔｉと金属間化合物を形成させることにより、
強度及び導電性の向上が図れるためで、その添加量を０
．０５〜１．５ｗｔ％とするのは、０．０５ｗｔ％未満
では前述の効果が期待できず、逆に１．５ｗｔ％を超え
ると導電性、半田付は性、酸化膜密着性が劣化するため
である。好ましくはＴｉ／Ｆｅ比を０．４〜０．５程度
にすることが推奨される。

また、副成分として、Ａｌ、Ｂ０．Ｃｏ、Ｈｆ。

Ｉｎ％Ｍｇ、Ｍｎ％Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ％Ｚｎ、Ｚｒからな
る群より選択された１種又は２種以上を総量で０．０１
〜２．Ｏｗｎ％添加させる理由は、導電性を大きく低下
させずに強度を向上させる効果が期待できるためで、添
加量が総量で０．Ｏ１ｗＬ％未満では前述の効果が期待
できず、逆に２゜０ｗｔ％を超えると著しい導電性及び
加工性の劣化が起こるためである。また、Ｏ及びＳ含有
量をそれぞれ２０ｐｐｍ以下、１５ｐｐｍとした理由は
、Ｏ含有量が２０ｐｐｍを、またＳ含有量が１５ｐｐｍ
を超えるとメツキ密着性が低下するためである。

〔実施例〕

次に本発明を具体的に説明する。第１表に示す本発明合
金及び比較合金に係る各種成分組成のインゴットを電気
銅あるいは無酸素銅を原料として、高周波大気溶解炉で
大気、不活性又は還元性雰囲気中で溶製し、インゴット
固剤を行った後、８５０℃で熱間圧延を行い８鴫の厚さ
とし、面側後、厚さ１．５Ｍまで冷間圧延した。　その
後、９５０℃にて１０分間溶体化処理を行い、冷間圧延
で厚さ０．２５ｎｖｎ（７）板トシ、最後に、４５０℃
テ２ｈｒの時効処理を行った。

リードフレーム材及びばね材としての評価項目として強
度、伸びを引張試験により、曲げ性を９０’繰り返し曲
げ試験により一往復を１回として破断までの曲げ回数を
測定し、導電性（放熱性）を導電率（％ＩＡＣＳ）によ
って示した。半田付は性は、垂直式浸漬法で２３０±５
℃の半田浴（錫６０％、鉛４０％）に５秒間浸漬し、半
田のぬれの状態を目視観察することにより評価した。メ
ツキ密着性は試料に厚さ３μのＡｇメツキを施し、４５
０”Ｃにて５分間加熱し、表面に発生するフクレの有無
を目視観察することにより評価した。耐熱性は、５分間
焼鈍した場合、焼鈍前の硬さの８０％となる焼鈍温度で
示した。

酸化膜密着性については素材を２００〜５００℃で３分
間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ、その酸化
膜に粘着テープをはった後−気にはがして酸化膜の剥離
の有無により評価を行った。

ばね性の評価は、ばね限界値を測定することにより行っ
た。

本発明合金及び比較合金について、以下に説明を加える
。

本発明合金のＮｃｔｌ、２．６．１０はＣｕ−Ｃｒ−Ｔ
ｉ−Ｆｅ系合金で、いずれも強度、導電性に優れており
、また、その他の特性についても良好である。走３〜５
と患７〜９は副成分を添加したもので、翫１．２．６．
１０と同様に優れた特性が得られる。

一方、比較合金であるＮｃｌｌはＣｒの添加量が十分で
なく、またＮ［Ｌ１２はＴ１の添加量が十分でないため
、強度、ばね特性、耐熱性が本発明合金に比べ劣ってい
る。Ｎｃｔｌ３はＣｒの添加量が　１，０ｗｔ％超えて
いるため、患１４はＴｉの添加量が０，６ｗｔ％を超え
ているため、４＋５はＦｅの添加量が１．５ｗｔ％を超
えているため、　いずれの合金系とも導電性が本発明合
金に比べ劣っている。さらにＮａ１３、患１４は曲げ加
工性が、ｋ１５は半田付は性及び酸化膜密着性が、本発
明合金に比べ劣っている。Ｎａ１６はＦｅを添加してい
ないため、導電性が本発明合金に比べ劣っている。

〔発明の効果］この様に、本発明合金はＣｕ−Ｃｒ−Ｔｉ系合金の欠点
であった導電性を著しく改善し、又、不純物としてのｏ
、Ｓを限定することにより、メツキ密着性の改善を図っ
たものである。本発明合金は強度、導電性その他の特性
に優れ、半導体集積回路（ｒｃ）のリードフレーム材及
び端子、コネクター、リレ、スイッチ等のばね材として
好適な材料である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｔｉ０．０２〜０
．６ｗｔ％、Ｆｅ０．０５〜１．５ｗｔ％を含み、残部
Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴とする電子機
器用高力高導電銅合金。
（２）Ｃｒ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｔｉ０．０２〜０
．６ｗｔ％、Ｆｅ０．０５〜１．５ｗｔ％、さらに副成
分としてＡｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、
Ｎｉ、Ｐ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群より選択された
１種又は２種以上を総量で０．０１〜２．０ｗｔ％を含
み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなることを特徴とす
る電子機器用高力高導電銅合金。
（３）Ｏの含有量が２０ｐｐｍ以下で、かつＳの含有量
が１５ｐｐｍ以下である請求項第１項及び第２項に記載
の電子機器用高力高導電銅合金。