JPH0331782B2 - - Google Patents

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JPH0331782B2
JPH0331782B2 JP60118900A JP11890085A JPH0331782B2 JP H0331782 B2 JPH0331782 B2 JP H0331782B2 JP 60118900 A JP60118900 A JP 60118900A JP 11890085 A JP11890085 A JP 11890085A JP H0331782 B2 JPH0331782 B2 JP H0331782B2
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JP
Japan
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plating
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alloy
alloys
layer
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JP60118900A
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JPS61276950A (ja
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Rikio Nemoto
Masaomi Tsuda
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Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、ICリードフレーム、シヤドウマス
ク、バイメタル用素材、磁気増幅器、周波数変換
器、パルストランスあるいは磁気記憶装置用材料
に用いるFe−Ni系合金に関し、とくにAl、Ni、
Cu、Au、Ag等のメツキを施して用いるものにつ
いて、良好なメツキ性と良好なハンダ付性を有す
るFe−Ni系合金を提供するものである。 〔従来の技術〕 近年におけるエレクトロニクスの発展は、その
技術革新の速さとともに、あらゆる産業分野に電
気・電子機器の使用が拡大され、それにつれ高信
頼性の確保、長寿命化と競争激化の中にあり、こ
れらの精密機器類には多くの種類の金属材料が重
要な構成材料の一つとして広く用いられている。 電気・電子機器の信頼性の確保は、それを構成
する金属材料の高信頼性にもとづくものであり、
特に最近の、IC製造分野などでは材料のメツキ
の信頼性向上とメツキコストの低減は重要な課題
であり、これら電子材料のメツキ性の向上、信頼
性を確保した上でのメツキ厚み減少が盛んに研究
されている。電子材料として多く用いられるFe
−Ni系合金ではメツキを施す場合、その表面は
多少にかかわらず酸化皮膜で覆われているため、
メツキ前に各種の複雑な前処理として活性化処理
が行われるのが一般的である。このような前処理
の他に、特開昭56−33457号、特開昭56−50550
号、前記特開昭56−33457号によれば、Ni34〜40
%(以下は単に「%」で略記する。)のFe合金に
Cu2〜10%を、特開昭56−50550号によればNi25
〜50%のFe合金にCu1〜25%を、また、特開昭58
−141546号によれば、Ni15〜25%のFe合金に
Cu1〜30%を添加、含有させることによつて、メ
ツキ性およびハンダ付性の向上が計られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記のようなこれまでの技術では、最近のメツ
キコスト低減の要求には対処できず、メツキの種
類によつてはほとんど活性化処理を行わずメツキ
を実施したり、あるいはごく簡単な前処理によつ
てメツキができるように、メツキ性向上に寄与す
る表面性状を有する合金に改善する必要がある。 前期のようなFe−Ni系合金にCuを添加するこ
とによる合金では、Cuの多量添加によるコスト
アツプ、またリードフレーム用途などではCu添
加による熱膨張の著しい増加によりSiチツプとの
熱膨張の差異の増加を引き起こし、リードフレー
ム用としては適用できなくなる。また材料の製造
面からみると、Fe−Ni系合金へのCu添加は熱間
加工性の低下を引き起こし、製造歩留りを低下さ
せる等の問題点を有する。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、メツキ性向上ならびにハンダ付性向
上の両方に優れるFe−Ni系合金を提供すること
を目的とするものである。すなわち、本発明は、 C0.05%、N0.03%、Si:0.01〜2.0%、
Mn3.0%、Cr1.0%、Ni:25〜80%、B:
0.002〜0.02%、Al:0.005〜0.4%を含有し、残部
Feよりなるメツキ性ならびにハンダ付性の良好
なFe−Ni系合金、および 上記の組成のものに、さらにMo6.0%およ
び/またはCo20%を含有させ、残部をFeにて
構成したメツキ性ならびにハンダ付性の良好な
Fe−Ni系合金、 を提案する。 〔作用〕 本発明者らは、Fe−Ni系合金に対し、さらに
Bを添加すると、メツキ性ならびにハンダ付性が
ともに優れる合金が得られることを知見した。 一般に、非酸化性雰囲気下で焼鈍されたB含有
材料と、これを含まない材料の表面層およびその
近傍における元素の分布について、オージエ分析
装置により調査した。その結果の一例を第1図お
よび第2図に示した。 両図の縦軸は各種元素の相対濃度を示し、横軸
は材料の表面層よりの深さを示すものである。 第1図より判るように、Bを含まない材料では
深さ150ÅでもO2の相対濃度が低下しないのに対
し、Bを含む第2図では、深さ90ÅでもO2の相
対濃度は急激に低下しており、表面の酸素富化層
がかなり薄いことがわかる。さらにBを含む材料
ではBが表面層に濃化しており、非酸化性雰囲気
で表面層に均一なB窒化物層を形成している。し
たがつて、他成分の表面濃化が抑制され、酸化層
が生成されにくくなり、メツキ液中で、酸化膜の
自動的な還元が起こり、メツキの核の吸着が起こ
り易くなり、メツキ性が向上するものである。 つぎに、本発明合金の成分組成を限定する理由
を以下に述べる。 C:Cは、メツキ性ならびにハンダ付性を向上さ
せる元素であるBと結びつき、B炭化物を生成
しやすい。B炭化物は有効B量を減少させ、ま
たB炭化物の偏在により、材料表面の均一性を
欠くため、その生成を抑制する必要がある。
Fe−Ni系合金でB炭化物を生成させないため
には、Cは0.05%以下に抑制する必要がある。 Si:Siは、精練時に脱酸剤として用いる必要か
ら、あまりに低く抑えることは適当でないの
で、0.01%以上とする。しかし、一方では電子
材料等に用いられるFe−Ni系合金はその熱処
理が非酸化性雰囲気で行われることが多く、表
面酸化はきわめて軽微に抑えられるが、Siが多
くなるとSiを主体とする酸化層が形成されるよ
うになり、Bを添加していても、その表面性状
が損なわれるようになる。このような酸化層を
形成させないためには、Siは2.0%以下にする
ことが必要である。 Mn:Siと同様に、非酸化性雰囲気の露点によつ
てはMnが多くなると、FeO・MnOの酸化物層
を形成しやすくなり、Bによる表面活性効果が
損なわれる。したがつて、Mnは3.0%以下に限
定する必要がある。 Cr:Crが多くなると、Mnと同様に非酸化性雰囲
気の露点によつてCr2O3からなる酸化物層を形
成しやすくなり、Bによる表面活性効果が損な
われるので、Crは1.0%以下にする必要がある。 Ni:Niは25%未満であると焼鈍状態でもマルテ
ンサイトが形成され、磁気特性、熱膨張、その
他の物理的特性が損なわれるので好ましくな
く、25%以上が必要となる。ただし、このNi
は55%を越えて含有させると、飽和磁束密度、
電気抵抗が減少し、また角形ヒステリシスがく
ずれるので好ましくなく、上限は55%とする。 B:B添加によるメツキ性ならびにハンダ付性の
改善は、鋼中に固溶しているBが非酸化性雰囲
気下でNと反応し、表面層に均一なB窒化物層
を形成し、表面の酸化層形成を抑制することに
よるものである。Bを添加することにより、通
常の非酸化性雰囲気熱処理でFe−Ni系合金の
表面酸化層をほとんど生成しないか、または非
常に薄くすることができ、メツキならびにハン
ダの種類によつては活性化前処理を施すことな
く、きわめて良好なメツキ性ならびにハンダ付
性を与えることができる。しかし、Bが0.0020
%未満ではその効果は小さく、メツキ性ならび
にハンダ付性向上は期待できない。一方、Bが
0.020%より多いとB化合物、特にB炭化物が
析出しやすくなり、材料表面に均一性を欠き、
かえつてメツキならびにハンダ付後、加熱処理
などを施すと、部分的に微細なふくれを生じ、
メツキならびにハンダ付の信頼性を失う。した
がつて、良好なメツキ性ならびにハンダ付性を
得るためには0.002〜0.02%にする必要がある。 N:NはCと同様に、メツキ性ならびにハンダ付
性を向上させる元素であるBと結びつき、B窒
化物を生成しやすい。B窒化物は有効B量を減
少させるため、マトリツクス中においてはその
生成を抑制する必要がある。Fe−Ni系合金で
B窒化物を生成させないためには、Nは0.03%
以下に抑制する必要がある。 しかしながら、このNは、精錬時にその含有
量を極端に下げると、精練をいたずらに複雑に
して合金設計を困難にするので、Bの消費につ
ながらない程度での含有を許容する。 Mo:Moは、Fe−Ni、Fe−Ni−Co合金に添加
され、磁気特性、熱膨張、あるいは耐摩耗性を
改善する働きがあるが、6%を越える添加は、
改善の効果が小さく、また、高価になるだけで
あるので、Moは6%以下に制限する必要があ
る。 Co:Coは、Fe−Ni系合金に添加され、磁気特
性、熱膨張、その他の物理的特性の改善に役立
つが、CoはNiにくらべ高価であり、20%を越
える添加は、特性改善の割には高価になるだけ
であるので、Coは20%以下にする必要がある。 Al:Alは、Fe−Ni系合金、Fe−Ni−Co合金中
で、C、Nと結びついて炭化物、窒化物を生成
する。ところで、Bも鋼中のC、Nと結びつい
て炭化物、窒化物となるが、BよりもC、Nと
親和力の強いAlを添加し、それらの炭化物、
窒化物としてC、N固定しておくことは、有効
B量を増すことになり、きわめて有効なことと
言える。 このAlの添加は0.005%未満では十分な効果
を得るほどC、Nを固定できない。しかし、
0.4%を越えて添加するとC、Nと結びつくが、
Oとの親和力も強いため、表面層にこれら元素
の酸化物を生成しやすくなり、B添加によるメ
ツキ性ならびにハンダ付性の向上を阻害するよ
うになる。したがつて、このAlは、0.005〜0.4
%の範囲で含有させる必要がある。 次に、本発明の合金を製造する方法について説
明する。 本発明合金は、大気下で電気炉溶解した後、
AOD法(アルゴン−酸素吹き脱炭法)または
VOD法(真空−酸素吹き脱炭法)により精練さ
れ、大気または真空溶解されて造塊される。次い
で熱間圧延、冷間圧延、焼鈍酸洗、非酸化性雰囲
気焼鈍が適宜組合せ施された後最終製品とされ
る。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を比較例と共に説明す
る。 第1表は、BおよびAlを必須元素とする本発
明合金と、主としてBおよびAlを含有しない従
来型のFe−Ni系合金のAuメツキ性、Agメツキ
性およびハンダ付性を比較して示したものであ
る。 この実施例において、上記メツキ性はアンモニ
アクラツキングガス中で焼鈍した条材を20W×60
(mm)の試験片に切り、Auメツキは脱脂処理
後直接メツキ(厚さ0.5μ)、AgメツキはCu下地メ
ツキ(厚さ1μ)を施してからAgメツキ(厚さ2μ)
を行つた。このメツキ済み試験片を500℃のホツ
トプレート上に1分間置き、とり出し、表裏のふ
くれの有無とその数を比較した。しかし、Auメ
ツキではふくれを発生しないため、加熱後の表面
変色度合いを比較した。またハンダ付性試験は
JISC5033に準じて行つた。
〔発明の効果〕
このようなAuメツキ、Agメツキ等のメツキ性
ならびにハンダ付性の向上は、本発明合金による
材料を使用した電子機器の信頼性を著しく向上さ
せるものである。またこのようなメツキ性の向上
は、メツキ層と被メツキ物の固着性を向上させる
ことにより、メツキ層を薄くすることができ、メ
ツキコストの低減をもたらす。 以上説明したように、本発明合金は、ICリー
ドフレーム、シヤドウマスク、その他の上述した
ような用途に用いられるFe−Ni系合金の基本性
質を保持しつつ、優れたメツキ性を有するもので
あり、表面活性状況が得られやすいので、同時に
ハンダ付性にも優れるという特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Bを含まない42Ni合金の表面層よ
り深さと元素の相対濃度変化との関係を示す図、
第2図は、Bを0.0070%含む42Ni合金の表面層よ
りの深さと元素の相対濃度変化との関係を示す図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C0.05wt%、N0.03wt%、Si:0.01〜
    2.0wt%、Mn3.0wt%、Cr1.0wt%、Ni:25
    〜55wt%、B:0.002〜0.02wt%、Al:0.005〜
    0.4wt%を含有し、残部Feよりなるメツキ性なら
    びにハンダ付性の良好なFe−Ni系合金。 2 C0.05wt%、N0.03wt%、Si:0.01〜
    2.0wt%、Mn3.0wt%、Cr1.0wt%、Ni:25
    〜55wt%、B:0.002〜0.02wt%、Al:0.005〜
    0.4wt%を含有し、さらにMo6.0wt%および/
    またはCo20wt%を含み、残部Feよりなるメツ
    キ性ならびにハンダ付性の良好なFe−Ni系合金。
JP11890085A 1985-06-03 1985-06-03 メツキ性ならびにハンダ付性の良好なFe−Ni系合金 Granted JPS61276950A (ja)

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