JPH0372045A - 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 - Google Patents
酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金Info
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- JPH0372045A JPH0372045A JP20789589A JP20789589A JPH0372045A JP H0372045 A JPH0372045 A JP H0372045A JP 20789589 A JP20789589 A JP 20789589A JP 20789589 A JP20789589 A JP 20789589A JP H0372045 A JPH0372045 A JP H0372045A
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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〕
本発明はトランジスタや集積回路などの半導体機器のリ
ード材やコネクター、端子、リレー、スイッチなどの導
電性ばね材に適する銅合金に関し、特に酸化膜密着性に
優れた高力高導電銅合金に関するものである。
ード材やコネクター、端子、リレー、スイッチなどの導
電性ばね材に適する銅合金に関し、特に酸化膜密着性に
優れた高力高導電銅合金に関するものである。
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止性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−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。
く、素子及びセラミックとの接着及び封止性の良好なコ
バール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６ｃｏ） 、４２合金（Ｆ
ｅ−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。
が要求されている。
（］） リレーが電気信号伝達部であるとともに、バ
ラ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。
ラ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。
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。
耐熱性が良好であること。
（４）パッケージング時に種々の加熱工程が加わる際、
樹脂と素材の間に酸化膜が生ずる為、酸化膜密着性が良
好なこと。
樹脂と素材の間に酸化膜が生ずる為、酸化膜密着性が良
好なこと。
（５）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。
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。
（６）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。
貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
（７）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。
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。
（８）機器の信頼性及び寿命の観点から耐食性が良好な
こと。
こと。
（９） 価格が低床であること。
又、従来電気機器用ばね、計測器用ばね、スイッチ、コ
ネクター等に用いられるばね用材料としては安価な黄銅
、優れたばね特性及びｉｔ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るがコネ
クター、端子−等でも樹脂封止されるものも有り酸化膜
密着性が要求される。
ネクター等に用いられるばね用材料としては安価な黄銅
、優れたばね特性及びｉｔ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るがコネ
クター、端子−等でも樹脂封止されるものも有り酸化膜
密着性が要求される。
［発明が解決しようとする問題点］
上述の半導体機器に対する各種の要求特性に対し、従来
銅合金としては無酸素銅、錫入り銅、りん青銅およびＣ
ｕ −Ｆｅ −Ｐ合金やＣｕ−Ｎ１−Ｐ合金などの析出
硬化型銅合金が使用されていた。
銅合金としては無酸素銅、錫入り銅、りん青銅およびＣ
ｕ −Ｆｅ −Ｐ合金やＣｕ−Ｎ１−Ｐ合金などの析出
硬化型銅合金が使用されていた。
しかし、近年半導体に対する信頼性がより厳しくなると
ともに、小型化に対応した面付実装タイプが多くなって
きたため、従来問題とされていなかった酸化膜密着性が
非常に重要な特性項目となってきた。
ともに、小型化に対応した面付実装タイプが多くなって
きたため、従来問題とされていなかった酸化膜密着性が
非常に重要な特性項目となってきた。
すなわち、リードフレームはパッケージングの過程で熱
が加わるため、酸化膜が必ず生成される。
が加わるため、酸化膜が必ず生成される。
樹脂等で封止された場合、樹脂と酸化膜、酸化膜と母材
との密着強度を比べると、酸化膜と母材の密着強度が一
般に低い。この場合、酸化膜と母材との間に剥離が生じ
ることがあり、そこから水分等が入り、ＩＣの信頼性を
著しく低下させてしまう。従って、酸化膜密着性はリー
ドフレーム材等に用いられる高力高導電銅合金として最
も重要な特性の一つである。
との密着強度を比べると、酸化膜と母材の密着強度が一
般に低い。この場合、酸化膜と母材との間に剥離が生じ
ることがあり、そこから水分等が入り、ＩＣの信頼性を
著しく低下させてしまう。従って、酸化膜密着性はリー
ドフレーム材等に用いられる高力高導電銅合金として最
も重要な特性の一つである。
前述の錫入り銅、りん青銅およびＣＬＩ −Ｆｅ −Ｐ
合金やＣｕ −Ｎｉ−５ｉ合金などの析出硬化型銅合金
の酸化膜密着性は無酸素銅より悪く酸化膜密着性の厳し
い要求を満足することができなくなってきた。
合金やＣｕ −Ｎｉ−５ｉ合金などの析出硬化型銅合金
の酸化膜密着性は無酸素銅より悪く酸化膜密着性の厳し
い要求を満足することができなくなってきた。
また、無酸素銅では小型化に伴う高い強度の要求を満足
することができなくなってきた。そこで、錫入り銅、り
ん青銅およびＣｕ −Ｆｅ −Ｐ合金やＣｕ −Ｎｉ−
３ｉ合金などに代表される高力高導電銅合金の酸化膜密
着性を改善することが待ち望まれていた。
することができなくなってきた。そこで、錫入り銅、り
ん青銅およびＣｕ −Ｆｅ −Ｐ合金やＣｕ −Ｎｉ−
３ｉ合金などに代表される高力高導電銅合金の酸化膜密
着性を改善することが待ち望まれていた。
本発明者らは上記の点に鑑み研究を行ったところ、高力
高導電銅合金の酸化膜密着性の改善にＭｎの添加が有効
であることを見出し、半導体機器のリード材やコネクタ
ー、端子、リレー、スイッチなどの導電性ばね材として
好適な緒特性をイｆする銅合金を提供するに至った。
高導電銅合金の酸化膜密着性の改善にＭｎの添加が有効
であることを見出し、半導体機器のリード材やコネクタ
ー、端子、リレー、スイッチなどの導電性ばね材として
好適な緒特性をイｆする銅合金を提供するに至った。
すなわち本発明は、Ｍｎ００１重量％以上１０重足％以
下を含み、さらに副成分としてＢ、 Ｐ、 Ｂｅ、 Ａ
ｌ。
下を含み、さらに副成分としてＢ、 Ｐ、 Ｂｅ、 Ａ
ｌ。
Ａｓ％Ｓｂ％Ｓｉ、 Ｔｉ、 Ｃｒ、 Ｍｇ、 Ｆｅ、
Ｃｏ、 Ｎｉ、 Ｚｒ、 Ｍｏ、Ａｇ、 Ｃｄ、 Ｐ
ｂ％Ｉｎ、 Ｈｆ、 Ｓｎ、希土類元素からなる群より
選択された１穐又は２種以上を総量で０．０１重量％以
上ＩＯ重量％以下を含み、残部ＣＬＪおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする酸化膜密着性に優れた高
力高導電性銅合金並びに表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．２０μｍ以下、 最大高さ（Ｒｍａｘ）で１
．５μｍ以下であることを特徴とする前記記載の酸化膜
密着性に優れた高力高導電性銅合金に関する。
Ｃｏ、 Ｎｉ、 Ｚｒ、 Ｍｏ、Ａｇ、 Ｃｄ、 Ｐ
ｂ％Ｉｎ、 Ｈｆ、 Ｓｎ、希土類元素からなる群より
選択された１穐又は２種以上を総量で０．０１重量％以
上ＩＯ重量％以下を含み、残部ＣＬＪおよび不可避的不
純物からなることを特徴とする酸化膜密着性に優れた高
力高導電性銅合金並びに表面粗さが中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．２０μｍ以下、 最大高さ（Ｒｍａｘ）で１
．５μｍ以下であることを特徴とする前記記載の酸化膜
密着性に優れた高力高導電性銅合金に関する。
〔発明の詳細な説明１
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。
る。
Ｍｎは銅合金に添加することにより、銅合金の酸化膜密
着性を改善し、また、強度を向上させるが、含イｆ量を
０．１重量％以上ＩＯ重量％以下とする理由は、０．１
重量％未満ではその効果がなく、１０重量％を超えると
、加工性、導電率の劣化が著しいためである。
着性を改善し、また、強度を向上させるが、含イｆ量を
０．１重量％以上ＩＯ重量％以下とする理由は、０．１
重量％未満ではその効果がなく、１０重量％を超えると
、加工性、導電率の劣化が著しいためである。
また副成分のＢ、 Ｐ％Ｂｅ、 Ａｌ、 Ａｓ、 Ｓｂ
、 Ｓｉ、Ｔｉ。
、 Ｓｉ、Ｔｉ。
Ｃｒ、 （１１ｇ、 Ｆｅ、Ｃｏ、 ｌ’Ｈ１Ｚｒ、
Ｍｏ、Ａｇ、 Ｃｄ、 Ｐｂ、 Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希
土類元素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．ＯＩ重量％以上１０重八へ以下含有する理由
は、これらの元素は単独または複合で添加されることに
より導電率を著しく低下させずに強度を向上することが
できるからで、０゜０１重量％未満では強度の向上が少
なく、１０重量％を超えると導電率の低下が著しく、ま
た、加工性、半田付は性が劣化するためである。
Ｍｏ、Ａｇ、 Ｃｄ、 Ｐｂ、 Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希
土類元素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．ＯＩ重量％以上１０重八へ以下含有する理由
は、これらの元素は単独または複合で添加されることに
より導電率を著しく低下させずに強度を向上することが
できるからで、０゜０１重量％未満では強度の向上が少
なく、１０重量％を超えると導電率の低下が著しく、ま
た、加工性、半田付は性が劣化するためである。
また、表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．２０μ
ｍ以下、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．５μｍ以下とする
のは、表面を平滑にすることにより酸化膜密着性を向上
させるためである。
ｍ以下、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．５μｍ以下とする
のは、表面を平滑にすることにより酸化膜密着性を向上
させるためである。
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（３０ｍｍ Ｘ ６０ｍｍ Ｘ １２０
ｍｍ ）を溶製し、インゴット面削を行った後、８５０
℃で熱間圧延を行い、８Ｍの厚さとし、面削後１．５關
まで冷間圧延した。その後８５０℃で１０分間溶体化処
理を行い、ｌＯ℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却し、酸洗後
、厚さ０．２５ｍｎ＋まで冷間圧延を行った。これらの
供試材を真空焼鈍炉にて表面が酸化されない様に４００
℃にて所定時間時効処理を行った。なお、供試材の表面
粗さは、最終冷間圧延のロールの種類を換えることによ
り調整した。
成のインゴット（３０ｍｍ Ｘ ６０ｍｍ Ｘ １２０
ｍｍ ）を溶製し、インゴット面削を行った後、８５０
℃で熱間圧延を行い、８Ｍの厚さとし、面削後１．５關
まで冷間圧延した。その後８５０℃で１０分間溶体化処
理を行い、ｌＯ℃／ｓｅｃ以上の速度で冷却し、酸洗後
、厚さ０．２５ｍｎ＋まで冷間圧延を行った。これらの
供試材を真空焼鈍炉にて表面が酸化されない様に４００
℃にて所定時間時効処理を行った。なお、供試材の表面
粗さは、最終冷間圧延のロールの種類を換えることによ
り調整した。
リード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、
電気伝導性（放熱性）を導電率（％ＩＡＣ５）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（８６０％、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、４５０℃
にて５分間加熱し、表面に発生するフクレの右前を目視
観察することにより３・Ｐ価した。
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、
電気伝導性（放熱性）を導電率（％ＩＡＣ５）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（８６０％、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、４５０℃
にて５分間加熱し、表面に発生するフクレの右前を目視
観察することにより３・Ｐ価した。
ばね性の評価は、ばね限界イ直を測定することにより行
った。酸化膜密着性については、素材を２００℃〜５０
０℃で３分間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ
、その酸化膜に粘若テープをはった後、−気にはがして
酸化膜の剥離の有無により評価を行った。剥離が生じた
酸化膜の生成温度を求めた。
った。酸化膜密着性については、素材を２００℃〜５０
０℃で３分間大気中で加熱して表面に酸化膜を生成させ
、その酸化膜に粘若テープをはった後、−気にはがして
酸化膜の剥離の有無により評価を行った。剥離が生じた
酸化膜の生成温度を求めた。
第１表について以下説明する。
第１表から明らかなように本発明合金は比較合金と比べ
て酸化膜密着性が著しく優れていることがわかる。
て酸化膜密着性が著しく優れていることがわかる。
本発明合金階６．７．９と比較台金慮１６．１７．２０
は各々の副成分は同じだが、比較合金Ｎｃ１６．１７．
２０はＭｎが含まれていないため酸化膜密着性が悪い。
は各々の副成分は同じだが、比較合金Ｎｃ１６．１７．
２０はＭｎが含まれていないため酸化膜密着性が悪い。
また、比較合金Ｎｃｔ１８はタフピッチ銅であるが、ば
ね材としては強度が不足している。また比較合金Ｎ［Ｌ
１９はＭｎのみ含有し、副成分は含まれていないため、
ばね材として強度が不足している。
ね材としては強度が不足している。また比較合金Ｎ［Ｌ
１９はＭｎのみ含有し、副成分は含まれていないため、
ばね材として強度が不足している。
［発明の効果］
本発明合金は十分な機械的強度、導電率、くり返し曲げ
性、半田付は性、めっき密着性および酸化膜密着性を有
し、半導体機器のリード材やコネクター、端子、リレー
、スイッチなどに用いる高力高導電性銅合金として好適
である。
性、半田付は性、めっき密着性および酸化膜密着性を有
し、半導体機器のリード材やコネクター、端子、リレー
、スイッチなどに用いる高力高導電性銅合金として好適
である。
以下余向
Claims (2)
- （１） Ｍｎ０．１重量％以上１０重量％以下を含み、
さらに副成分としてＢ、Ｐ、Ｂｅ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｂ、
Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍ
ｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希土類元素
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重量％以上１０重量％以下を含み、残部Ｃｕおよ
び不可避的不純物からなることを特徴とする酸化膜密着
性に優れた高力高導電性銅合金。 - （２） Ｍｎ０．１重量％以上１０重量％以下を含み、
さらに副成分としてＢ、Ｐ、Ｂｅ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｂ、
Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｍ
ｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｓｎ、希土類元素
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重量％以上１０重量％以下を含み、残部Ｃｕおよ
び不可避的不純物からなり、表面粗さが中心線平均粗さ
（Ｒａ）で０．２０μｍ以下、最大高さ（Ｒｍａｘ）で
１．５μｍ以下であることを特徴とする酸化膜密着性に
優れた高力高導電性銅合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20789589A JPH0372045A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20789589A JPH0372045A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372045A true JPH0372045A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16547352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20789589A Pending JPH0372045A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 酸化膜密着性に優れた高力高導電性銅合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0372045A (ja) |
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1989
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