JPH0430467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、耐食性、はんだ性特に加工或いは切
口端面等のFe露出部の耐食性、はんだ性、被覆
層の密着性にすぐれ、建築材料或いはICリード
フレームのような電子機器用素材として使用され
るCu系被覆鋼板に関するものである。 （従来の技術） 銅めつき鋼板は、例えば「鉄と鋼」（1980年、
Vol号p.130に示されるようにCu被覆層の耐食性、
加工性、自己ロウ付け性、接合性、高電導性等か
ら工業用素材に使用されている。Cuめつき鋼板
は普通鋼板のめつき原板にはシアン化銅めつき浴
の下地めつきを行なつてから硫酸銅めつき浴の
Cuめつきを行なう方法またステンレス（18Cr−
８％Ni系）のめつき原板にはニツケル下地めつ
きを行なつてから硫酸銅めつき浴でCuめつきを
行う方法等定着性を高めるめつき方法が行なわれ
ている。 しかしながら、これらのめつき方法によるCu
めつき鋼板は、耐食性、接合性、密着性等にすぐ
れた性能を示すものの、必ずしも以下の様な点で
満足すべき性能が得られていなかつた。すなわ
ち、Cuめつき層がめつき原板に比して電位的に
貴（カソーデイツク）なため、切口端面等のFe
露出部の耐食性が充分でなく、またFe露出部の
はんだ接合性が充分でない。さらに、めつき密着
性についても必ずしも充分でなく、加熱によつて
ブリスターを発生する傾向があつた。 従つて、これらの欠点を解決したCu系被覆鋼
板の開発が要請されている。一方、ICリードフ
レーム用素材として、近年性能特性のすぐれた鋼
板を使用した素材の開発の要望が高い。従来から
IC用等のリードフレーム用素材には、例えば
「表面処理技術総覧」めつき・陽極酸化編、昭和
58年６月15日、株式会社広信社発行のp.683で紹
介されているように、Cu系素材としてCu−Fe−
Ｐ、Cu−Fe−Co−Sn−Ｐ、Cu−Ni−Sn系合金
等が、またFe系素材としてFe−42％Ni高合金系
素材が使用されてきた。これらのICリードフレ
ーム用素材は機械的強さ、電気伝導度、熱伝導
度、耐食性等にすぐれ、またリードフレーム製造
時のはんだ性、めつき性等にもすぐれている。 しかしながら、これらの素材は高コスト的問題
から、最近では安価なリードフレーム用素材とし
て冷延鋼板の使用が検討され、一部では使用され
つつある。しかしながら、このような素材は、リ
ードフレーム用素材に要求される諸性能を満足に
具備するものでなく、特に耐食性、はんだ性、熱
伝導性を改善し鋼素材の開発が強く要請されてい
る。 （発明の解決しようとする問題点） このような状況から本発明は耐食性、はんだや
ロウ付け等の接合性、Cu被覆層の密着性等にす
ぐれたCu系被覆鋼板を提供するものである。 すなわち、Cu系被覆鋼板は、使用される用途
の多様化或いは使用される腐食環境の悪化に伴な
つて、次の様な点の改善が必要である。 (a) Cu金属は、めつき原板の鋼に比して電位的
に貴であるため、Cuめつき層には如何に厳格
にCuめつき作業を行なつてもピンホール等の
めつき欠陥を皆無にすることは出来ない。その
結果として、ピンホール部等から赤錆を発生し
耐食性を劣化する。特にCl^-イオンを含有する
厳しい腐食環境では穿孔腐食による耐食性劣化
が著しい。 従つて、ピンホールのようにめつき欠陥の少
ないCu系被覆層の生成が必要である。 (b) 剪断端面或いはプレス加工時の切口端面のよ
うなめつき原板のFe露出部は、前記と同様、
Cuめつき層と原板との電位差が大きく、端面
のFe露出部からの赤錆や穿孔腐食を発生する。 従つて、このような端面の腐食を軽減する
Cu系被覆層の生成が必要である。また、切口
端面の防食性から使用過程でCuめつきが行な
われるが例えばリードフレーム等の電子機器製
造後においてもめつき欠陥を生成しにくいCu
めつき層の生成が必要である。またその他のめ
つき平面部の耐食性についてもCuめつき付着
量を減じてもすぐれていること。 (c) 所定形状に加工後のはんだ性、ロウ付け性等
の接合性についてもすぐれていることが必要で
ある。特に端面Fe露出部の接合性が良好であ
ること。 (d) Cu系被覆層の密着性が、苛酷な加工或いは
熱接合に対してCuめつき鋼板よりすぐれた被
覆層の密着性がすぐれていること。 (e) 熱伝導性、電気伝導性の向上を向上するCu
系被膜層であること。 これらの要求に対して従来のCuめつき鋼板の
めつき量を増加しただけでは、満足するものが得
られない。 すなわち、Cuめつき層のピンホール等のめつ
き欠陥は可成り減少できるものの、必ずしも要求
に満足する耐食性が得られず、まためつき層厚さ
が増加すると密着性を劣化する傾向にある。さら
に、剪断面等のFe露出部の耐食性、接合性は、
何ら改善されるものでない。 従つて、本発明はこれらの問題点を解決すると
共に前記(a)〜(e)項に記載した要求の性能を満足し
うる性能特性、特に、耐食性、はんだ性、密着性
にすぐれたCu系被覆鋼板を提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の要旨は、重量％、Ｃ；0.06％以下、酸
可溶Al；0.005〜0.10％、Cr；1.5〜20％、Ti，
Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上を0.03〜0.8％を
あるいはさらにCu；0.05〜1.0％、Ni0.05〜10％、
Mo；0.05〜0.5％の１種または２種以上含有し残
部Fe及び不可避的不純物からなるCr含有鋼板の
表面にCu拡散層を有するCu系被覆層を施し、Cu
拡散層の厚みが0.1〜3μでかつCu拡散層とCu被覆
層の厚みが0.5〜15μで構成された耐食性、はんだ
性、密着性にすぐれたCu系被覆鋼板である。 （作用） 以下に本発明を詳細に説明する。 転炉、電炉等の溶解炉で溶製された溶鋼を連続
鋳造法また造塊、分塊法を経てスラブとし熱間圧
延、冷間圧延或いは焼鈍工程等を経て、Ｃ；0.06
％以下、酸可溶Al；0.005〜0.10％、Cr；1.5〜20
％、Ti，Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上を0.03
〜0.8％含有するめつき原板を製造する。 Ｃは機械的強度向上元素として経済的に有利で
あり、この観点からはＣ含有量が多い程有効であ
るが、その含有量が増加するとCu被覆層のピン
ホール、被覆層欠陥等が増加し、耐食性を劣化す
る。すなわち、鋼表面にチタンカーバイト、ニオ
ブカーバイト、クロムカーバイト等の析出量が多
くなり、Cuめつき層の均一被覆性、この被覆層
の加熱拡散層の均一生成によるめつき層欠陥のい
んぺい効果が減少する欠点があり、耐食性を劣化
する。また、カーバイドの析出量が多くなると材
質が脆くなる等の欠点を生じる。而して、めつき
原板中のＣ含有量は耐食性、材質性の観点から
0.06％以下、好ましくは0.01％以下である。 Alは、鋼中に残存する酸可溶Al（SolAl）量が
0.005％未満の少含有量では、酸素性ガスによる
気泡の発生を防止する事が困難であり、鋼の表面
欠陥発生率を著しく高め鋼素材自体の耐食性劣
化、機械的性質劣化の起点となるので好ましいも
のでない。また0.10％を越える過剰な酸可溶Al
は、Al系酸化物を鋼表面に点在せしめて耐食性
劣化の起点となり、さらにCu系被覆層処理に対
して均一被覆性を阻害する要因となり好ましいも
のでない。従つて、鋼中に含有されるSolAlは、
本発明が目的とするCu系被覆鋼板の性能が安定
して確保できる量として、0.005〜0.10％、好ま
しくは0.01〜0.08％である。 Crは、本発明においてめつき原板の耐食性と
強度を向上する元素として添加するものである。
Cr含有鋼板は、Cr含有なし鋼板に比して、鋼板
自体の耐錆性、耐食性自体がすぐれているととも
に、腐食環境において電位的に貴（カソーデイツ
ク）なCu被覆層の電位に近接化される。その結
果として、鋼板自体とCu系被覆層との複合効果
の両面からすぐれた耐錆性、耐食性が得られる。
また、壁材或いはリードフレーム用素材のように
機械的強度が要求される用途には、Crを含有す
ることによつて機械的強度が、耐食性と共に併せ
得られる。 Cr含有量が1.5％未満では、上記目的とする耐
食性、機械的強度が得られず、またCr含有量が
20％を越える場合は、Cu系被覆層との間に良好
な密着性が得られにくいことまたCu系被覆層を
設けても、その端面の接合性が不充分である等の
欠点を有する。さらには、Cr含有量の増加は電
気伝導性、熱伝導性等を劣化せしめるので、電子
機器用素材等への適用の場合には、少ない方が好
ましい。従つて、Cr含有量は1.5〜20％、好まし
くは３〜９％である。さらにTi，Nb，Zr，Ｖの
１種又は２種以上が0.03〜0.8％の添加めつき原
板中に含有するＣ或いはＮと結合してCrの炭化
物或いは窒化物形成を防止し、Crの耐食性を有
効に、作用せしめる効果を奏する。また、これら
元素の添加はCu拡散層を均一に施す効果がある。
さらにこれらの元素は鋼板の再結晶温度を上昇せ
しめるため機械的強度を低下せしめることもな
く、加熱拡散温度範囲を拡大せしめるため所定の
厚みのCu拡散層を得るのに有効である。而して、
これらのTi，Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上で
0.03％以上含有せしめることにより上記の効果が
得られ、また0.8％を越えて含有されるとその効
果が飽和されるとともに、これら元素の析出物に
よつて加工時に割れ発生の原因となる。したがつ
てこれら元素の添加量は、その１種又は２種以上
で、0.03〜0.80％好ましくは0.05〜0.50％である。
また、めつき原板中に不可避的不純物として含有
される元素については、特に規定されるものでは
ないが、以下のような含有範囲が好ましい。 Siは、0.6％以下が好ましい。Siは機械的強度
上昇に有効であるが、Si含有量が過剰に増加する
と、Si系酸化物が鋼表面に点存せしめられ、本発
明におけるCu系被覆処理に対して、均一被覆性
を阻害するので、耐食性の点で好ましいものでな
い。従つて、0.6％以下好ましくは0.3％以下であ
る。 Mnは、耐食性能に悪影響を及ぼすことはない
が含有量の増加により機械的強度を上昇しその圧
延加工性を劣化するので、1.5％以下がよい。そ
の他、Ｐ，Ｓについては、通常の製鋼方式で含有
される範囲の量である0.02％以下がよい。 次に、第２の本発明として、めつき原板にCu，
Ni，Moの１種又は２種以上を添加する。これら
元素は、各々鋼板自体の耐錆性、耐食性を向上す
るとともに、腐食環境においては前記したように
Crとの複合添加によつて電位が貴（カソーデイ
ツク）になり、Cu被覆層との電位差が近接化さ
れ、Feの優先腐食による耐錆性、耐食性能の劣
化が一段と防止される。 而して、これら元素の添加は、Cuが0.05〜1.0
％、Niが0.05〜10％、Moが0.05〜0.5％である。
Cuの添加量が0.05％未満では、上記の耐食性効果
が得られず、また1.0％を越える場合は原板製造
時の熱延工程において赤熱脆性による割れや鋼表
面にCuが濃縮しスケール液を発生し易くなる。
従つて、Cuは0.05〜1.0％、好ましくは0.1〜0.5％
である。 Niは、添加量が0.05％未満では、耐食性効果が
得られず、また、10％を越える場合は、耐食性の
向上効果が飽和するとともに、Crとの共存によ
つてCu系被覆鋼板の切口端面部の原板露出部の
接合性が劣化する。従つて、Niの添加量は0.05〜
10％、好ましくは0.1〜６％である。 Moは、その添加量が0.05％未満では、上記の
耐食性能向上効果が得られず、また0.5％を越え
る場合はその効果が飽和するとともに、材質が硬
質化し、リードフレーム材のような用途を対象に
した場合薄手材を得るための圧延加工が困難とな
る。 従つて、その添加量は0.05〜0.50％、好ましく
は0.1〜0.3である。 次いで、上記のめつき原板にCu拡散層を有す
るCu被覆層を所定厚みで設ける必要がある。こ
のCu系被覆層を設ける方法は、特に規定するも
のではないが、以下の様な方法で被覆層を設ける
とよい。 冷間圧延材（As Cold材）或いは冷延鋼板（フ
ルフイニツシユ材）の表面を脱脂、酸洗の表面清
浄化及び活性化処理した後Cuめつき処理を施す。
このCuめつき処理の一例として、以下のような
条件でめつき処理が施される。 めつき浴組成K₄P₂O₇ Cu₂P₂O₇・2H₂O NH₄OH 250g／ 65g／ 2.3g／ 電流密度 10A／ｄm² めつき浴温 50℃ Cuめつき被覆処理後、本発明においては、N₂
雰囲気等の非酸化性雰囲気、５％H₂−N₂からな
るMiXガス、75％H₂−N₂からなるAXガス雰囲
気等の還元性雰囲気、或いは真空雰囲気下で、加
熱拡散処理が施され、Cu拡散層を有するCu系被
覆層が設けられる。この拡散処理条件は、本発明
の目的とするCu拡散層、Cu被覆層の各各の厚み、
製品の機械的性質に対応して、加熱拡散処理に先
立つて施されるCuめつき被覆層の厚み、加熱温
度、加熱時間が設定される。例えば連続焼純方式
では、650〜850℃で30〜180秒、箱焼純方式では
450〜650℃で、数時間〜30数時間の加熱処理が施
される。この加熱拡散処理によつて、Cu拡散層
を有するCu被覆層を所定厚さで設ける事が、本
発明の目的とする製品として性能のすぐれた製品
を得るのに極めて重要である。すなわち、本発明
に使用されるめつき原板に対して、Cuめつき被
覆処理のみを施した場合に比較して、以下の様な
利点が得られる。すなわち、 Ａ Cuめつき被覆層のみではピンホール等のめ
つき欠陥が生成されやすく、ピンホール等から
の発錆を生じやすく耐食性を劣化すると共に、
打抜き加工端面等のFe露出部から赤錆を発生
する。一方、第１図に一例を示すように、本発
明では、めつき原板とCuめつき層の相互拡散
によりこれらの界面にCuとFeからなる合金拡
散層が生成されその結果として、ピンホール等
のめつき欠陥を減少し、平面部の耐食性を向上
する。さらに、加工端面に対してもCu拡散層
が生成されているためにFeの露出面積が減少
しFeとCuメツキ層間の電位差が中間層として
のCu−Feの合金拡散層の存在によつて緩和さ
れるためFeの優先腐食による赤錆発生が著し
く抑制される。第１図ａはCuめつき層（1.0μ
厚さ）の断面濃度分析（グロー放電発光分析）
結果（スパツタリング時間1.6秒で0.1μ相当）
を示すものであり、又第１図ｂは断面模式図で
図中１は鋼板、２はめつき層（1.0μ）を示す。
又第１図ｃはCu拡散層を有するCuめつき層
（1.0μ厚さ）の断面濃度分析（グロー放電発光
分析）結果（スパツタリング時間1.6秒で0.1μ
相当）を示し、第１図ｄはその断面模式図を示
す。図中３は鋼板、４はCu拡散層を有するCu
被覆層を示す。第２図及び第３図は促進試験に
よる平面部及び加工端面部の耐食性評価結果の
一例を示す。即ち第２図はCu拡散層を有する
Cu系被覆材の貯蔵保管を対象とした耐食性の
１例を示すもので“冷凍30分→湿気槽60分→室
内放置24時間”を１サイクルとして５サイクル
テストを行つたものであり、試験材の端面の板
厚は0.25mmである。第３図はリードフレーム製
造工程でCuめつき処理を施した場合の塩水噴
霧試験による耐食性の１例（SST24時間）を
示すものであり、評価材はCu拡散層を有する
Cu系被覆材（厚さ1.2μ）であり、これをスタ
ンピング後1.8μのCuめつきを施したものであ
る。一方比較材は同一めつき原板をスタンピン
グ後3μのCuめつきを施したものである。 Ｂ はんだづけ等の接合作業において、加工部や
剪断部の端面の接合が要求される、例えばリー
ドフレーム等の電子機器接合において、めつき
原板にCr添加鋼を使用したCuめつき鋼板のは
んだ性はめつき原板の露出度に影響される。し
かし、本発明は端面の一部にCu−Fe合金層が
生成されめつき原板露出部を減少するため第４
図に示すように特に保管された場合の経時後の
端面部のはんだ接合性を著しく改善する。第４
図ａは、経時後におけるCu系被覆材の半田の
濡れ性を示す図であり、“冷凍30分→湿気槽60
分→室内放置24時間”を１サイクルとして２サ
イクルテストを実施したものである。又同ｂは
半田濡れ性の測定方法の説明図で、試験片にフ
ラツクスとしてロジンアルコールを塗布後、
Sn：Pb＝６：４の半田浴に浸漬し、ソルダー
チエツカー試験機を使用して図示の濡れ応力を
測定し、半田性を評価したものである。１〜11
％Cr含有鋼板そのままでは濡れ応力が−値を
示し、はんだがはじき濡れ不良である。 Ｃ Cuめつき材は、一般に鋼板との密着性が必
ずしも良好でなく、特にCuめつき層の厚さが
厚くなる程その傾向が大きい。しかし、本発明
のように、めつき原板とCuめつき層との界面
に強固な密着性を有するFe−Cu合金拡散層が
生成されるため、Cuめつき被覆層の密着性が
極めてすぐれる。また同時に、めつき層自体の
密着性が良好なため、熱接合時の耐熱密着性も
極めてすぐれる。 Ｄ ピンホール等のめつき欠陥が少ないため、本
発明の鋼板は、その他リードフレーム用素材に
要求される素材表面の熱伝導度、電気伝導度が
すぐれている、等の効果が挙げられる。 而して、本発明の効果を得るためには、Cu
とFeの拡散合金層を有するCu被覆層の厚みが
重要である。本発明はこの効果を得るために被
覆層の厚さは、Cu拡散層の厚みが0.1〜3μでか
つCu拡散層とCu被覆層の厚みが0.5〜15μで構
成される。すなわち、Cu拡散層の厚みが0.1μ
未満では、その上層の厚みが上記の如き厚みで
構成されていても、本発明の目的とする効果が
得られず、特に切口端面部の拡散層によるFe
面の露出部被覆効果が少なく、端面部の耐食
性、はんだ性等の性能向上効果が得られない。
また、拡散層の厚みが上記範囲で構成されてい
ても、その上層のCu被覆層との総和の厚さが
0.5μ未満（上層Cu被覆層自体の厚さとしては
最大0.4μ未満）では端面部の性能向上効果は得
られるものの平面部のCu被覆層の均一被覆性
が劣り、Feを含有する拡散合金層からの発錆
等による耐食性劣化が生じる。 一方、拡散合金層が3μを越える厚さになる
と、この合金層の硬質性から加工による損傷を
受けクラツクを発生し、耐食性の劣化がみられ
る。さらに、上記合金層の構成範囲で上層と拡
散層との総和でCu被覆層が15μを越える場合に
は、このような効果が飽和するとともに、Cu
被覆層とめつき原板界面は拡散合金層の生成に
より密着性は良好であるが、拡散合金層の上層
のCu被覆層自体の密着性を劣化し、加工によ
り部分的に剥離される。 従つて、本発明におけるCu拡散層を有する
Cu被覆層の厚みは、Cu拡散層の厚みが0.1〜
3μ、好ましくは0.5〜2μ、Cu拡散層とCu被覆層
の厚みが0.5〜15μである。このCu拡散層とCu
被覆層の厚みは、その適用される用途によつ
て、以下の範囲で使用するのが好ましい。すな
わち、建材用途等その使用環境、腐食環境が多
岐にわたりまた長寿命が要求される用途には、
その拡散層と被覆層の厚みの総和で、５〜10μ
の範囲で使用されるのが耐食性、加工性の点か
ら好ましい。また、リードフレーム用素材等の
電子機器用素材に適用される場合は、耐食性は
使用環境がほぼ一定であり耐錆性が確保されれ
ばよく、むしろ打抜き加工性、熱接合時におけ
る被覆層の密着性等が重要視される。従つて拡
散層と被覆層の厚みの総和で３〜7.5μの範囲で
使用するのが好ましい。 而して、この被膜構成のCu系被覆鋼板を得
る方法としては、例えば鋼板表面にCuめつき
後加熱拡散処理を行なつて、Cuめつき層の一
部が拡散されて、残部がCuめつき層のまま残
るように、Cuめつき層の厚さ、加熱温度、加
熱時間を各々設定して、拡散層とCu被覆層か
らなる本発明の二層被覆層を設ける方法が採用
される。また、加熱拡散処理前に施されたCu
めつき層の全部をめつき原板と相互拡散させ、
拡散層を生成させた後に、電気めつき法により
拡散層の表面層としてCuめつき被覆層を設け
て、本発明の被膜を構成してもよい。しかしな
がら、製造方法の簡略化及び拡散層とCu被覆
層自体の密着性の点から、加熱拡散処理工程で
一気に拡散層とCu被覆層を設ける方が好まし
い。さらに、使用されるめつき原板は、冷延鋼
板を用いるより、冷間圧延ままの材料（As
Cold材）を用いて、その要求される機械的特
性値を確保するための焼純作業と拡散処理を同
時に行なうのが、冷間圧延材の加工歪の作用に
より拡散が促進されること及び工程の簡略化の
点では望ましい。例えば用途的に成形加工性よ
りも高強度を要求されるような建築用の壁材、
リードフレーム用素材等は、この冷間圧延材の
強度を活用するのが望ましい。特に、リードフ
レームの打抜き成形加工性（スタンピング性）
を考慮した場合、延性の少ない高強度材がすぐ
れており、またリードフレーム製品には強度と
曲げ加工性が要求される。 これらの観点から種々検討した結果、強度は
45〜85Kg／mm²（好ましくは55〜80Kg／mm²）、伸
びは３〜20％（好ましくは５〜15％）の機械的
性質のものが良好である。 本発明に使用される鋼成分の素材に対して
は、上記の冷間圧延材を用いて、Cuめつき層
の拡散が可能で再結晶による軟質化の生じにく
い再結晶温度より低い温度、すなわち450〜650
℃の温度範囲での加熱拡散処理が好ましい。
Ti，Nb等を含有した鋼板は、含有していない
鋼板に比較して、その再結晶温度が約70〜100
℃程高いため、冷間圧延による強度を低下せし
める事なく、Cuめつき層の加熱拡散処理を行
なわしめるのに温度範囲が広く有利である。勿
論、劣間圧延材を用いてCuめつき、拡散処理
を行なつてから、機械的性質調整のための圧延
或いはスキンパスを行なつてもよい。また、本
発明は主として被覆層を得る方法について電気
Cuめつき、拡散処理による方法で説明したが、
電気Cuめつきの代りにCuイオンを含有する水
溶液を用いた置換めつき法、さく酸銅−界面活
性剤からなる水溶液を塗布して、乾燥後に加熱
拡散処理を採用してもよい。しかし、Cu被覆
層の均一被覆性、厚さの調整の点から、電気め
つき法が工業的に好ましい。 尚、本発明は、用途に対応してそのまま使用
してもよく、リードフレームのようにその製造
工程でCuめつきを行なつて使用してもよい。 このように本発明において、Cuめつきを行
なつて使用する場合は、密着性のすぐれた製品
が得られる。この場合平面部は当然Cu系被覆
層により簡単な脱脂、酸洗等の表面清浄化、活
性化処理によつて密着性の良好なCuめつき層
が得られるが、端面部はCu拡散層の生成によ
るめつき原板露出部の減少効果により良好な密
着性が得られる。 以上の如く、本発明はCu系被覆鋼板として、
めつき原板の耐食性とCu拡散層の生成と相俟
つて、極めてすぐれた性能が得られる。 （実施例） 実施例 １ 建材用途等への耐食性、加工性等が主要性能と
して要求される用途を対象とした性能評価を行な
つた。すなわち、0.40mm板厚の第１表に示すCr含
有量或いはCu，Ni等の含有量を変化させた鋼成
分のめつき原板を用い、脱脂、酸洗の表面清浄
化、活性化処理を行なつてから、第１表に示す条
件で処理された被膜構成のCu系被覆層を設け、
各種の性能評価試験を行なつた。尚、その性能評
価は以下に示す各方法で実施し、その性能評価を
第２表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】 この結果、本発明の製品は、比較材に較べて
Cu系被覆鋼板として極めてすぐれた特性を有す
る。 評価試験方法 塩水噴霧試験による耐食性 平板について塩水噴霧（JIS−Ｚ−2731）に
より、その耐食性の評価を下記の方法及び評価
基準で行なつて、その耐食性を相対的に評価し
た。 評価法 塩水噴霧試験72時間後の赤錆発生量を測定
し、以下の評価基準でその耐食性の評価を行な
つた。 ◎…赤錆発生率１％未満 〇… 〃 １％以上〜５％未満 △… 〃 ５％以上〜20％未満 ×… 〃 25％以上 評価法 塩水噴霧試験240時間後の最大腐食部につい
て、その穿孔腐食深さを測定して、以下の評価
基準でその耐食性の評価を行なつた。 ◎…最大穿孔腐食量0.05mm未満 〇… 〃 0.05mm以上〜0.10mm未満 △… 〃 0.10mm以上〜0.15mm未満 ×… 〃 0.15mm以上 屋外曝露試験による耐食性 剪断端面を有する評価材を用いて、田園地帯
及び臨海工業地帯で各々１年間の曝露試験を行
ない、平面部及び端面部について、各々下記の
評価基準で評価を行なつた。 平面部の耐食性 ◎…赤錆発生率0.1％未満 〇… 〃 0.1％以上〜0.5％未満 △… 〃 0.5％以上〜３％未満 ×… 〃 ３％超 端面部の耐食性 ◎…赤錆の発生率が10％未満で、平面部エツヂ
の錆の発生なし 〇…赤錆の発生率が10％以上〜20％未満で、平
面部・エツヂの錆の発生なし △…赤錆の発生率が20％以上〜50％未満で、平
面部・エツヂへの錆の移行によりエツヂ部に
0.1mm巾以下の錆発生 ×…赤錆の発生率が50％超で、平面部・エツヂ
への錆の移行によりエツヂ部に0.2mm以上の
錆発生 蒸留水に対する耐食性 曲げ半径30mmの加工を行ない、蒸留水中に浸
漬して、その耐食性を以下の試験条件及び評価
基準で評価を行なつた。 評価法 常温で240時間浸漬試験を行ない、その赤錆
発生量の測定を行なつた。 ◎…赤錆発生個数１個／1dm²以下 〇… 〃 ２個／1dm²〜４個／ｄm² △… 〃 ５個／1dm²〜９個／1dm² ×… 〃 10個／1dm²以上 評価法 常温で720時間の浸漬試験を行ない、その腐
食部の最大腐食深さの測定を行ない、以下の評
価基準でその耐食性の評価を相対的に行なつ
た。 ◎…最大穿孔腐食深さ0.05mm未満 〇… 〃 0.05mm以上〜0.10mm未満 △… 〃 0.10mm以上〜0.15mm未満 ×… 〃 0.15mm以上 接合性 剪断端面部を含む接合性を検討するために、
各々半田接合性及びロー付け性（Ag−Cu系）
についての評価を行なつた。すなわち、端面同
志をつき合わせた状態で、半田の場合にはロジ
ンアルコール系フラツクス、ロー付けの場合に
はホウ砂系フラツクスを用いて、各々半田接合
及びロー付け接合を行なつて、その接合状況及
び接合強度の観点から、以下の評価基準で評価
した。 ◎…接合状況及び接合強度が極めて良好 〇… 〃 比較的良好 △… 〃 比較的劣る ×… 〃 極めて劣る 被覆層の密着性 密着曲げ加工を行ない、被膜の剥離状況を以
下の評価基準で評価した。 ◎…被覆層の剥離なく、極めて良好 〇…曲げ加工部にセロフアンテープを貼つて、
セロフアンテープ剥離を行なう事によつて、
極く僅かに被覆層剥離 △…上記と同様の方法によつて可成り多量に被
覆層剥離 ×…曲げ加工によつて、セロフアンテープ剥離
を行なわなくても、可成り多量に被覆層剥離 成形加工性 潤滑剤を塗布して、120×120mmのブランクサ
イズから100×100mm角の角筒絞り加工を行な
い、その成形加工性を以下の評価基準で相対的
に評価を行なつた。尚、本評価テストは0.8mm
板厚の評価材を用いた。 ◎…極めて良好な成形加工可能 〇…角筒絞りコーナ部に若干のカジリ発生 △…被膜剥離が部分的に少し発生 ×…被膜剥離が可成りの部分に発生 実施例 ２ 冷間圧延のまま或いは冷間圧延、焼純したフル
フイニツシユ仕上げ材を用いて、第３表に示す鋼
成分のめつき原板を用いて、脱脂、酸洗の表面清
浄化、活性化処理を行なつてから第３表に示す本
発明における処理でCu被覆層を設けた。尚、本
発明の処理材は、As Cold材を用いて再結晶温度
より低い温度での加熱拡散処理を施した素材は形
状調整のためのスキンパス圧延を、またAs Cold
材、フルフイニツシユ材を用いて再結晶温度以上
で加熱拡散処理材は20〜40％の圧下率で冷間圧延
を行ない、各々厚さ0.754mmの評価材を得た。こ
れらの評価材についての各種性能評価結果を第４
表に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】 この結果、本発明の鋼板は比較材に較べて、リ
ードフレーム用素材として極めてすぐれた性能を
示す。 評価試験方法 被覆層の密着性評価 本発明のCu系被覆層について、以下の方法
及び評価基準でその評価を行なつた。 密着性評価法と評価基準 Cu系被覆鋼板に90度曲げ加工を繰り返し行
ない、その被覆層の剥離或いはクラツクの発生
状況と繰り返し回数の状況から、以下の評価基
準で評価を行なつた。 ◎…繰り返し回数10回以上で被覆層の剥離或い
はクラツクの発生なし 〇…繰り返し回数６回以上〜９回で被覆層の剥
離或いはクラツク発生 △…繰り返し回数３回以上〜５回で被覆層の剥
離或いはクラツク発生 ×…繰り返し回数２回以下で被覆層の剥離或い
はクラツク発生 密着性評価法と評価基準 Au線等の加熱接合時のCu系被覆層の密着性
を評価をする事を目的として、500℃に加熱、
２分間保定して急冷を行ない、この繰り返し回
数と被覆層の剥離状況或いはブリスターの発生
状況から、その密着性を以下の評価基準で評価
した。 ◎…繰り返し回数５回以上で、被覆層の剥離或
いはブリスターの発生等の欠陥発生なし 〇…繰り返し回数２回以上〜４回で、被覆層の
剥離或いはブリスターの発生等の欠陥発生な
し △…加熱１回で、被覆層にブリスター発生 ×…加熱１回で、被覆層に剥離発生 保管時の耐錆性を対象とした耐食性評価 評価材を所定のリードフレーム形状に打抜き
加工後、リードフレーム製造工程での表面処理
が施されるまでの保管時の耐錆性能の評価を以
下の促進試験法及び評価基準により、その平面
部及び打抜き端面部についての評価を行なつ
た。｛30分冷凍・結露（−５℃）→30分・高温
湿潤（49℃、湿度≧98％）→24時間・室内放置
（30℃）｝を１サイクルとして、５サイクル評価
試験を実施して、以下の評価基準で耐錆性を相
対評価した。 平面部の耐錆性評価基準 ◎…赤錆発生率１％以下 〇… 〃 １％超〜３％以下 △… 〃 ３％超〜５％以下 ×… 〃 ５％以上 端面部の耐錆性評価基準 ◎…赤錆発生率10％以下 〇… 〃 10％超〜15％以下 △… 〃 15％超〜20％未満 ×… 〃 20％以上 リードフレーム製品の耐錆性を対象とした耐
食性評価 本発明の評価材をリードフレーム形状に打抜
き加工後、その表面処理工程において脱脂、酸
洗の前処理を行ない、厚さ2μのCuめつきを施
し、塩水噴霧試験（JIS−Ｃ−5028）により、
その耐食性を平面部及び端面部について行な
い、以下の評価基準で評価した。 平面部の耐食性 ◎…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生なし 〇… 〃 の赤錆発生率３％未
満 △…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率３％以
上〜５％未満 ×…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率５％以
上 端面部の耐食性 ◎…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率３％未
満 〇…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率３％以
上〜７％未満 △…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率７％以
上〜15％未満 ×…塩水噴霧試験24時間後の赤錆発生率15％以
上 半田性の評価 評価材の半田性について、リードフレーム製
造工造で打抜き加工後、Cuめつき処理の前に
半田が行なわれる工程を想定して、その半田性
について、特に打抜き端面部の半田性について
の評価を行なつた。すなわち10mm×50mmのくけ
い形に剪断した評価材にロジンアルコールフラ
ツクスを塗布して、10mmの剪断面を下方にし
て、Pb−60％Sn半田浴に垂直に浸漬した場合
の濡れ応力と濡れ時間の測定により、その半田
性を以下の評価基準により評価した。尚、半田
性の上記評価試験は、打抜き加工直後と室内に
３ケ月間保管した経時後について、各々評価し
た。 ◎…濡れ応力400mg以上でかつ濡れ時間６秒未
満で半田の濡れ性及び濡れ速度共極めて良好 〇…濡れ応力350mg以上〜400mg未満でかつ濡れ
時間７秒未満で半田の濡れ性及び濡れ速度共
可成り良好 △…濡れ応力250mg以上〜350mg未満或いは濡れ
時間７秒以上〜８秒未満で半田の濡れ性或い
は濡れ速度のいずれかが若干劣る ×…濡れ応力250mg未満或いは濡れ時間８秒以
上で、半田の濡れ性或いは濡れ速度のいずれ
かが極めて劣る 電気伝導性の評価 電位差法により、評価材の表面の電気伝導度
を測定し、以下の評価基準で評価した。尚、測
定は70℃で行なつた。 ◎…電気伝導率４×10⁶（Ωm）^-1以上 〇… 〃 ３×10⁶（Ωm）^-1以上〜４×10⁶
（Ωm）^-1未満 △… 〃 ２×10⁶（Ωm）^-1以上〜３×10⁶
（Ωm）^-1未満 ×… 〃 ２×10⁶（Ωm）^-1未満 熱伝導性の評価 光交流法により、評価材の表面の熱伝導性を
測定し、以下の評価基準で評価した。尚測定は
常温（30℃）で実施 ◎…熱伝導率が0.10（Cal／sec・cm・℃）以上 〇… 〃 0.07（Cal／sec・cm・℃）以上
〜 0.10（Cal／sec・cm・℃）
未満 △… 〃 0.05（Cal／sec・cm・℃）以上
〜 0.07（Cal／sec・cm・℃）
未満 ×… 〃 0.05（Cal／sec・cm・℃）未満 リードフレーム製品の経時後の性能評価 本発明の評価材をリードフレーム形状に加工
後、その表面処理工程でCuめつき及び半田付
けを行なつたものについて、プレツシヤークツ
カーを用いて、圧力２Kg／cm²、温度120℃の沸
トウ水の中に、これら製品を封入して、1000時
間の経時試験を行ない、外観々察によりその評
価を以下の評価基準で相対的に行なつた。尚、
Cuめつきは1μ実施 ◎…表面外観の変化等なく極めて良好 △…端面に若干の錆発生 ×…平面部及び端面部に可成りの錆発生 打抜き成形性（スタンピング性） リードフレーム形状への打抜き成形性を以下
の評価基準で評価し、その成形加工性の評価を
行なつた。 ◎…打抜き端面部のかえりの発生、素材の割れ
発生等殆んどなく、打抜き成形性極めて良好 〇…評価材の打抜き成形性は上記と同様良好で
あるが、若干成形機のポンチ、ダイスの連続
運転による摩耗損傷が若干発生 △…打抜き端面部にかえりが若干発生するか或
いは成形材の装置から抜け性が劣るため、打
抜き成形時に若干トラブルが発生し易い ×…打抜き成形によつて割れが評価材に可成り
発生するか或いはポンチ、ダイス等の摩耗が
長期連続運転によつて可成り大

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはCuめつき層の断面濃度分析結
果と断面模式図で、同ｃ，ｄは、Cu拡散層を有
するCuめつき層の断面濃度分析結果と断面模式
図、第２図はCu拡散層を有するCu系被覆材の貯
蔵保管を対象とした耐食性の１例を示す図、第３
図は、リードフレーム製造工程でCuめつき処理
を施した場合の塩水噴霧試験による耐食性の１例
（SST24時間）を示す図、第４図ａは経時後にお
けるCu系被覆材の半田の濡れ性を示す図、同ｂ
はａにおける濡れ応力測定方法の説明図である。 １：鋼板、２：Cuめつき層、３：鋼板、４：
Cu拡散層を有するCu被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、 Ｃ；0.06％以下、酸可溶Al；0.005〜0.10％、
   Cr；1.5〜20％、Ti，Nb，Zr，Ｖの１種又は２
   種以上を0.03〜0.8％含有し残部Fe及び不可避的
   不純物からなるCr含有鋼板の表面にCu拡散層を
   有するCu被覆層を施して、Cu拡散層の厚みが0.1
   〜3μでかつCu拡散層とCu被覆層の厚みが0.5〜
   15μで構成されていることを特徴とする耐食性、
   はんだ性、密着性にすぐれたCu系被覆鋼板。 ２ 重量％で、 Ｃ；0.06％、酸可溶Al；0.005〜0.10％、Cr；
   1.5〜20％、Ti，Nb，Zr，Ｖの１種又は２種以上
   を0.03〜0.8％含有し、さらにCu；0.05〜1.0％、
   Ni；0.05〜10％、Mo；0.05〜0.5％の１種または
   ２種以上を含有し残部Fe及び不可避的不純物か
   らなるCr含有鋼板の表面にCu拡散層を有するCu
   被覆層を施し、Cu拡散層の厚みが0.1〜3μでかつ
   Cu拡散層とCu被覆層の厚みが0.5〜15μで構成さ
   れていることを特徴とする耐食性、はんだ性、密
   着性にすぐれたCu系被覆鋼板。