JPH04141561A - 電子機器用高力高導電銅合金の製造方法 - Google Patents
電子機器用高力高導電銅合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH04141561A JPH04141561A JP2263754A JP26375490A JPH04141561A JP H04141561 A JPH04141561 A JP H04141561A JP 2263754 A JP2263754 A JP 2263754A JP 26375490 A JP26375490 A JP 26375490A JP H04141561 A JPH04141561 A JP H04141561A
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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、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、スイッチ等の導電性ばね
材に適する電子機器用高力高導電銅合金の製造方法に関
するものである。
及び端子、コネクターリレー、スイッチ等の導電性ばね
材に適する電子機器用高力高導電銅合金の製造方法に関
するものである。
［従来の技術及び課題］
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スとの接着及び封着性の良好な
コバール（Ｆｅ −２９Ｎｉ −１６Ｃｏ） 、４２合
金（ｒｅ−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スとの接着及び封着性の良好な
コバール（Ｆｅ −２９Ｎｉ −１６Ｃｏ） 、４２合
金（ｒｅ−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。
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、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ため、優れた熱
及び電気伝導性を示すもの。
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ため、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ため
、耐熱性が良好であること。
、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、また曲げ加
工して製造されるものがほとんどであるため、これらの
加工性が良好なこと。
工して製造されるものがほとんどであるため、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ため、これ
ら貴金属とのメツキ密着性が良好であること。
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。
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） ４ｉ１［ｉ格が低摩であること。
これら各種の要求特性に対し、従来がら使用されている
合金は一長一短があり、満足すべきものは見いだされて
いない。
合金は一長一短があり、満足すべきものは見いだされて
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
用されている。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多量のＮｉを
含むため、又、りん青銅は多量の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
。したがって、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。
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
用されている。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多量のＮｉを
含むため、又、りん青銅は多量の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
。したがって、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系合金は上述の要求特性をかなり満足
するため、従来から、第３及び第４元素の添加等により
特性の改善が図られ新合金が開発されてきた。しかし、
近年加速度的に従来にも増して半導体回路の高集積度化
が進行し、それに伴なうリードフレーム材も多ピン化に
移行してきたこと。又、信頼性向上の要求から、半田耐
熱耐剥離性が従来にも増して重要視されるようになって
きたことから、現状までに開発されたＣｕ−Ｃｒ系合金
では、これらの特性を満足することができなくなってき
た。従って、多ビン化に対応できる強度と良好な半田耐
熱剥離性を有する高導電銅合金の現出が待たれていた。
するため、従来から、第３及び第４元素の添加等により
特性の改善が図られ新合金が開発されてきた。しかし、
近年加速度的に従来にも増して半導体回路の高集積度化
が進行し、それに伴なうリードフレーム材も多ピン化に
移行してきたこと。又、信頼性向上の要求から、半田耐
熱耐剥離性が従来にも増して重要視されるようになって
きたことから、現状までに開発されたＣｕ−Ｃｒ系合金
では、これらの特性を満足することができなくなってき
た。従って、多ビン化に対応できる強度と良好な半田耐
熱剥離性を有する高導電銅合金の現出が待たれていた。
［課題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、多ビン化に
対応できる強度と良好な半田耐熱耐剥離性を有し、さら
に高導電性をも満足する安価な銅合金を提供しようとす
るものである。
対応できる強度と良好な半田耐熱耐剥離性を有し、さら
に高導電性をも満足する安価な銅合金を提供しようとす
るものである。
すなわち、本発明は、０．２５％を超え、１．０％以下
のＣｒ及び０．５％を超え、１．０％未満のＳｎを含み
、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる合金を、熱間圧延
、冷間圧延、焼鈍を行う方法において、７００〜９００
℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱後、熱間圧延を行
い、熱間圧延終了直後、加工材をｌ″Ｃ／ｓｅｅＣ／ｓ
ｅｅ以上し、冷却後、５０％以上の冷間圧延を施し、加
工材を３００〜６００℃の温度で０．５〜２０．０時間
燃焼し、ついでさらに歪取り焼鈍を行う高力高導電銅合
金の製造方法、及び０．２５％を超え、１．０％以下の
Ｃｒ及び０．５％を超え、１．０％未満のＳｎを含み、
さらに副成分として、Ａ】、Ｂ ｅ ％ Ｃｏ ｓＦ
ｅ ｓ Ｈｆ ＳＩ ｎ ｓ Ｍ ｇ ｓ Ｍ ｎ Ｓ
Ｐ ｓ Ｚ ｒ ｓＺｎ、Ｔｉからなる群より選択され
た１種又は２種以上を総量で、０．０１〜１．０％含み
、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる合金を、熱間圧延
、冷間圧延、焼鈍を行う方法において、７００〜９００
℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱後、熱間圧延を行
い、熱間圧延終了直後、加工材を１℃／ｓｅｃ以上の速
度で冷却し、冷却後、５０％以上の冷間圧延を、施し、
加工材を３００〜６００℃の温度で０，５〜２０．０時
間焼鈍し、焼鈍後、冷間加工を施し、さらに歪取り焼鈍
を行う高力高導電銅合金の製造方法である。
のＣｒ及び０．５％を超え、１．０％未満のＳｎを含み
、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる合金を、熱間圧延
、冷間圧延、焼鈍を行う方法において、７００〜９００
℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱後、熱間圧延を行
い、熱間圧延終了直後、加工材をｌ″Ｃ／ｓｅｅＣ／ｓ
ｅｅ以上し、冷却後、５０％以上の冷間圧延を施し、加
工材を３００〜６００℃の温度で０．５〜２０．０時間
燃焼し、ついでさらに歪取り焼鈍を行う高力高導電銅合
金の製造方法、及び０．２５％を超え、１．０％以下の
Ｃｒ及び０．５％を超え、１．０％未満のＳｎを含み、
さらに副成分として、Ａ】、Ｂ ｅ ％ Ｃｏ ｓＦ
ｅ ｓ Ｈｆ ＳＩ ｎ ｓ Ｍ ｇ ｓ Ｍ ｎ Ｓ
Ｐ ｓ Ｚ ｒ ｓＺｎ、Ｔｉからなる群より選択され
た１種又は２種以上を総量で、０．０１〜１．０％含み
、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる合金を、熱間圧延
、冷間圧延、焼鈍を行う方法において、７００〜９００
℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱後、熱間圧延を行
い、熱間圧延終了直後、加工材を１℃／ｓｅｃ以上の速
度で冷却し、冷却後、５０％以上の冷間圧延を、施し、
加工材を３００〜６００℃の温度で０，５〜２０．０時
間焼鈍し、焼鈍後、冷間加工を施し、さらに歪取り焼鈍
を行う高力高導電銅合金の製造方法である。
［発明の詳細な説明コ
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。
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０．２５％を超え１．０％以下と
するのは、０．２５％以下では前述の効果が期待できず
、逆に１．０％を超えると、溶体化処理後においても未
固溶Ｃｒが母材中に残留し、著しい導電率及び加工性の
低下が起るためである。
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０．２５％を超え１．０％以下と
するのは、０．２５％以下では前述の効果が期待できず
、逆に１．０％を超えると、溶体化処理後においても未
固溶Ｃｒが母材中に残留し、著しい導電率及び加工性の
低下が起るためである。
Ｓｎは固溶強化により十分な強度を持たせるために添加
するものであり、その含有量を０．５％を超え１．０％
未満とするのは、０．５％以下ではその効果が十分でな
く、又、逆に１．０％以上では導電率が著しく劣化する
ためである。
するものであり、その含有量を０．５％を超え１．０％
未満とするのは、０．５％以下ではその効果が十分でな
く、又、逆に１．０％以上では導電率が著しく劣化する
ためである。
さらに副成分として、Ａ１、Ｂ ｅ ％ Ｃｏ ｓＦｅ
、Ｈｆ、Ｉ ｎ、Ｍｇ、Ｍｎｘ ｐ、Ｔｉ。
、Ｈｆ、Ｉ ｎ、Ｍｇ、Ｍｎｘ ｐ、Ｔｉ。
ＺｎＳＺｒからなる群より選択された１種又は２種以上
を総量で、０．０１〜１．０％添加させるのは、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０．０１％未満では前述の効
果が期待できず、逆に１．０％を超えると、著しい導電
性、加工性の劣化が起るためである。
を総量で、０．０１〜１．０％添加させるのは、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０．０１％未満では前述の効
果が期待できず、逆に１．０％を超えると、著しい導電
性、加工性の劣化が起るためである。
７００℃〜９００℃の温度に０．５〜５．０時間加熱後
、熱間圧延を行い、この終了直後に加工材を１℃／ｓｅ
ｃ以上の速度で冷却する理由は、優れた強度及び導電率
を得るためで、加熱温度で７００℃未満であると、著し
い強度の低下が生じ、９００℃を超えると液相が現われ
る可能性がある。
、熱間圧延を行い、この終了直後に加工材を１℃／ｓｅ
ｃ以上の速度で冷却する理由は、優れた強度及び導電率
を得るためで、加熱温度で７００℃未満であると、著し
い強度の低下が生じ、９００℃を超えると液相が現われ
る可能性がある。
又、加熱時間が０．５時間未満であると、著しい強度の
低下が生じ、５．０時間を超えると経済的価値がなくな
る。さらに、熱間圧延終了後、加工材の冷却速度が１℃
／ｓｅｃ未満であると著しい強度及び導電率の低下が生
じるからである。冷却後、５０％以上の冷間加工を施し
、加工材を３００〜６００℃の温度で、０．５〜２０．
０時間焼鈍するのは、強度及び導電率の向上が期待でき
るためで、冷却後５０％未満の冷間加工であると焼鈍に
よる強度の向上が期待できなくなり、又、温度が３００
℃未満の場合は、その時間が０．５時間未満では導電率
の向上が期待できず、温度が５００℃を超えてもその時
間が２０．０時間を超えると強度の向上が期待できなく
なるからである。
低下が生じ、５．０時間を超えると経済的価値がなくな
る。さらに、熱間圧延終了後、加工材の冷却速度が１℃
／ｓｅｃ未満であると著しい強度及び導電率の低下が生
じるからである。冷却後、５０％以上の冷間加工を施し
、加工材を３００〜６００℃の温度で、０．５〜２０．
０時間焼鈍するのは、強度及び導電率の向上が期待でき
るためで、冷却後５０％未満の冷間加工であると焼鈍に
よる強度の向上が期待できなくなり、又、温度が３００
℃未満の場合は、その時間が０．５時間未満では導電率
の向上が期待できず、温度が５００℃を超えてもその時
間が２０．０時間を超えると強度の向上が期待できなく
なるからである。
そして最も好ましい熱処理条件は、３５０〜４５０℃の
温度で１６０〜３．０時間である。焼鈍後、冷間加工を
施すのは著しい強度の向上が期待できるためである。最
後に、歪取り焼鈍を行う理由は、焼鈍後の冷間加工によ
り強度は著しく向上するが、伸びが非常に低下し、折り
曲げ性が劣化するため歪取り焼鈍を行い折り曲げ性を再
び良好にするためである。
温度で１６０〜３．０時間である。焼鈍後、冷間加工を
施すのは著しい強度の向上が期待できるためである。最
後に、歪取り焼鈍を行う理由は、焼鈍後の冷間加工によ
り強度は著しく向上するが、伸びが非常に低下し、折り
曲げ性が劣化するため歪取り焼鈍を行い折り曲げ性を再
び良好にするためである。
［実施例コ
次に本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
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
、高周波溶解炉で、大気、不活性又は還元性雰囲気中で
溶製し、厚さ３０ｍ５のインゴットを得た後、第１表に
示した製造条件により供試材を作製した。
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
、高周波溶解炉で、大気、不活性又は還元性雰囲気中で
溶製し、厚さ３０ｍ５のインゴットを得た後、第１表に
示した製造条件により供試材を作製した。
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一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（％Ｉ’ＡＣ８）
によって示した。半田付は性は、垂直式浸漬法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
。
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一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（％Ｉ’ＡＣ８）
によって示した。半田付は性は、垂直式浸漬法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
。
ばね性の評価は、ばね限界値（Ｋ ｂ）を測定すること
により行った。これらの結果を第１表に併せて示す。
により行った。これらの結果を第１表に併せて示す。
第１表から明らかなように、本発明の合金及び製造方法
を施したものは比較例に比べ強度が向上し、４２合金並
となっており、しかも異方性も少なく、他の特性につい
ても劣化させないことが分かる。
を施したものは比較例に比べ強度が向上し、４２合金並
となっており、しかも異方性も少なく、他の特性につい
ても劣化させないことが分かる。
［発明の効果コ
本発明合金及びその製造方法は、強度、導電性その他の
特性に優れた銅合金を提供するものであり、したがって
、リードフレーム材としては、多ピン化に対応できる強
度及び高導電性を有しており、又、ばね材としては、優
れたばね特性を有しており、電子機器用高力高導電銅合
金として適している。
特性に優れた銅合金を提供するものであり、したがって
、リードフレーム材としては、多ピン化に対応できる強
度及び高導電性を有しており、又、ばね材としては、優
れたばね特性を有しており、電子機器用高力高導電銅合
金として適している。
Claims (2)
- （１）０．２５％（重量基準、以下同じ）を超え、１．
０％以下のＣｒ及び０．５％を超え、１．０％未満のＳ
ｎを含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる合金を、
熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を行う方法において、７００
〜９００℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱後、熱間
圧延を行い、熱間圧延終了直後、加工材を１℃／ｓｅｃ
以上の速度で冷却し、冷却後、５０％以上の冷間圧延を
施し、加工材を３００〜６００℃の温度で０．５〜２０
．０時間焼鈍し、ついでさらに歪取り焼鈍を行うことを
特徴とする高力高導電銅合金の製造方法。 - （２）０．２５％を超え、１．０％以下のＣｒ及び０．
５％を超え、１．０％未満のＳｎを含み、さらに副成分
として、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｆｅ、 Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｔｉからな
る群より選択された１種又は２種以上を総量で、０．０
１〜１．０％含み、残部Ｃｕ及び不可避不純物からなる
合金を、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を行う方法において
、７００〜９００℃の温度に、０．５〜５．０時間加熱
後、熱間圧延を行い、熱間圧延終了直後、加工材を１℃
／ｓｅｃ以上の速度で冷却し、冷却後、５０％以上の冷
間圧延を施し、加工材を３００〜６００℃の温度で０．
５〜２０．０時間焼鈍し、焼鈍後、冷間加工を施し、さ
らに歪取り焼鈍を行うことを特徴とする高力高導電銅合
金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263754A JPH04141561A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 電子機器用高力高導電銅合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263754A JPH04141561A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 電子機器用高力高導電銅合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141561A true JPH04141561A (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=17393826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263754A Pending JPH04141561A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 電子機器用高力高導電銅合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04141561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436206B1 (en) * | 1999-04-01 | 2002-08-20 | Waterbury Rolling Mills, Inc. | Copper alloy and process for obtaining same |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP2263754A patent/JPH04141561A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436206B1 (en) * | 1999-04-01 | 2002-08-20 | Waterbury Rolling Mills, Inc. | Copper alloy and process for obtaining same |
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