JPH046231A - 電子機器用高力高導電銅合金 - Google Patents

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　スイッチ等の導電性ば
ね材に適する電子機器用高力高導電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スとの接着及び封着性の良好な
コバール（Ｆｅ−２９ＮｉｌＥｉｃ　ｏ）　、４２合金
（Ｆ　ｅ　−４２Ｎ　ｉ　）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
脹係数が近いこと。

（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。

（４）リードはリード材を打ち抜き加工し、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。

（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）価格が低層であること。

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Ｎｉを多量に
含むため、又、りん青銅はＳｎを多量に含むため、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。更には、電気機器用等に用い
られる場合、導電率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
な合金の出現が待たれていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、かかる点に鑑み種々研究の結果、高強度、高
導電性を有し、曲げ加工性に優れ、かつその他の特性に
対しても優れてい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Ｃｒ　０．０５〜１．５　ｖｔ％、
Ｓ　ｎ　０．２８〜１．０ｗｔ％、Ｎ　ｉ　０．０１〜
０．２νｔ％未満を含み、あるいは更に副成分としてＡ
１、Ｂｅ。

Ｈｆ、Ｉｎ５ＴＬｓ　Ｚｒからなる群より選択されたＩ
Ｎ又は２種以上を総量で０，０１〜２，０νｔ％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である。

［発明の詳細な説明］ 次に本発明を構成する合金成分の限定理由を説明する。

Ｃｒは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０６０５〜１．５　ｖｔ％とするのは
、０．０５ｗｔ％未満では前述の効果が期待できず、逆
に１．５νｔ％を超えると著しい導電率、メツキ密着性
、はんだ付性の低下が起るためである。

Ｓｎは強度、ばね特性を向上させるために添加するもの
で、その含有量を０．２８〜１．０ｗｔ％とするのは、
０．２８ｖｔ％未満では前述の効果が期待できず、逆に
１．０ｗｔ％を超えると著しい導電率の低下が起こるた
めである。

Ｎｉは製造工程の中で再結晶が起こる最終の熱処理時に
再結晶粒をｌＯμ■以下の均一な微細粒にすることが可
能で、合金の曲げ加工性を向上させることができるため
添加するものである。

最終の熱処理は、熱間圧延、溶体化処理等のいずれであ
ってもかまわない。Ｎｉ含有量を０．Ｃ１１〜０．２　
ｗｔ％未満としたのは、０１吋νｔ％未満では前述の効
果が期待できず、又０．２νｔ％以上になると著しい導
電率の低下が起こるためである。

更に、Ａ１、Ｂｅ５Ｈｆ、Ｉｎ５ＴｉＳＺｒ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％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、その総
量が０．０１ｖｔ％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
劣化が起るためである。

［実施例コ 次に、本発明を実施例により具体的に説明する。

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
製した。これらインゴットの面側を行った後、８５０℃
で熱間圧延を行い　８■の厚さとし、面側後、厚さ　１
．５■まで冷間圧延した。その後、９５０℃にて溶体化
処理を行い、冷間圧延で厚さ０．２５ｍｍの板とし、最
後に４００℃で時効処理を行った。この製造工程では再
結晶粒の調整を、溶体化処理にて行った。

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、−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（％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、４５０℃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。

ばね性の評価は、ばね限界値（Ｋｂ）を測定することに
より行った。これらの結果を第１表に示す。

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Ｎｏ、１．４．７．９．１１は、本発明の
基本成分系のもので、強度（〉５７ｋｇｆ／■２）、導
電性（〉５０％ｌＡｃ５）　、曲げ加工性に優れており
、又、その他の特性についても良好である。

Ｎｏ、２．３．５．６．８、ｌＯは、基本成分系に副成
分を添加したもので、基本成分系のものと同様に良好な
特性が得られる。

比較合金であるＮｏ、１２はＣｒがＮｏ、１４はＳｎが
それぞれ十分な添加量でないため、強度、ばね特性、耐
熱性が本発明合金に比べ劣っている。

Ｎｏ、１３はＣｒがＮｏ、１５はＳｎがそれぞれ１　、
５ｗｔ％及びｔ、ｏｗｔ％を超えているため、両方の合
金とも導電性が本発明合金に比べ劣っている。更にＮｏ
、１３は半田付性、メツキ密着性も劣っている。Ｎ　ｏ
、１６．１７はＮｉを添加していないため、曲げ加工性
が本発明合金に比べ劣っている。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明合金は強度、導電性、耐熱
性、曲げ加工性等の特性に優れて０る。したがって、本
発明合金は、半導体集積回路のリードフレーム及び端子
、コネクター　リレー　スイッチ等の導電性ばね材に適
している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％、Ｓｎ０．２８〜１
   ．０ｗｔ％、Ｎｉ０．０１〜０．２ｗｔ％未満を含み、
   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. （２）Ｃｒ０．０５〜１．５ｗｔ％、Ｓｎ０．２８〜１
   ．０ｗｔ％、Ｎｉ０．０１〜０．２ｗｔ％未満、更に副
   成分としてＡｌ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｔｉ、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。