JPH0569888B2

JPH0569888B2 -

Info

Publication number: JPH0569888B2
Application number: JP1040908A
Authority: JP
Inventors: Rensei Futatsuka; Yutaka Koshiba; Shunichi Chiba; Toyoaki Origasa; Seiji Noguchi; Takuya Idoshita
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1993-10-04
Also published as: KR0142884B1; KR900013096A; EP0384260A1; EP0384260B1; DE69011894T2; US5024814A; JPH02221344A; DE69011894D1

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕この発明は、熱間圧延性およびめつき加熱密着
性にすぐれ、かつ高強度を有するCu合金に関す
るものである。〔従来の技術〕従来、一般に端子・コネクターの製造や、半導
体装置のリードフレーム材などとして、重量％で
（以下％は重量％を示す）、 Ni：0.5〜３％、Sn：0.5〜2.5％、 Si：0.05〜0.9％、Zn：0.1〜２％、を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有するCu合金が用いられている。〔発明が解決しようとする課題〕しかし、上記の従来Cu合金は、合金成分とし
てのNi、Sn、およびSiの含有によつて強度を、
同じくZnの含有によつてめつき性を具備するが、
一方で熱間圧延性の悪い材料であるため、熱間圧
延時に耳割れや表面割れなどの欠陥が発生し易
く、このため低い圧延率での熱間圧延を余儀なく
され、かなりの繰り返し圧延となることから、長
い熱間圧延工程を必要とするものであり、またこ
の場合にあつても前記欠陥を皆無とすることがで
きないので、スカルピングにおける両削量が増大
するばかりでなく、スリツタによる耳割れ部除去
の手直し工程を必要とするなど工程的、歩留的に
問題があり、さらにめつき状態で加熱されると、
めつき面にふくれが発生するようになり、めつき
加熱密着性の点でも問題がある。〔課題を解決するための手段〕そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、上記の従来Cu合金に着目し、これのもつ高
強度およびめつき性を損なうことなく、熱間圧延
性を向上させ、かつ加熱されても、めつきふくれ
の発生がないCu合金を開発すべく研究を行なつ
た結果、 (a) 上記従来Cu合金に、合金成分としてFeを含
有させると、熱間圧延、特に望ましくは700〜
900℃の温度範囲内での熱間圧延で、耳割れや
表面割れなどの欠陥発生が著しく抑制されるよ
うになること、 (b) また、一方上記従来Cu合金は、その溶解工
程で、カーボンるつぼを用いたり、木炭やカー
ボン材の被覆下での溶解が行なわれており、ま
た溶解工程から鋳造工程の間では、いずれもカ
ーボン材で塗型された溶湯樋やタンデイシユ、
さらにカーボンノズルやグラフアイト鋳型など
が使用されているため、通常20〜50ppmの炭素
が含有するのを避けることができないが、これ
を、例えばアルミナ（Al₂O₃）で内張りされた
るつぼを用い、ほう砂系フラツクス被覆溶解や
ガスシール溶解を行ない、さらにCu−Cr−Zr
系合金製鋳型にて潤滑材としてほう砂系フラツ
クスを用いて半連続鋳造するなど、炭素の混入
を極力避けた状態での溶解および鋳造にかえる
と、原材料に付着含有する酸化物の作用と合ま
つて、その炭素含有量を10ppm以下にすること
が可能となり、このように炭素含有量が10ppm
以下のCu合金においては、めつき状態で加熱
しても、めつきにふくれが発生することは皆無
となり、すぐれためつき加熱密着性を示すこ
と、以上(a)および(b)に示される知見を得たのであ
る。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、 Ni：0.5〜３％、Sn：0.5〜2.5％、 Si：0.05〜0.9％、Zn：0.1〜２％、を含有し、さらに、 Fe：0.025〜0.25、％を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成を有し、かつ不可避不純物としての炭素含有量
を10ppm以下としてなる熱間圧延性およびめつき
加熱密着性のすぐれた高強度Cu合金に特徴を有
するものである。つぎに、この発明のCu合金において、成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) Ni Ni成分には、強度、並びに例えば半導体装
置のリードフレーム材として用いる場合に要求
される繰り返し曲げ性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.5％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が３％を
越えると熱間圧延性に劣化現象が現われるよう
になることから、その含有量を0.5〜３％と定
めた。 (b) Sn Sn成分には、Ni成分との共存において、強
度と繰り返し曲げ性を一段と向上させる作用が
あるが、その含有量が0.5％未満では前記作用
に所望の向上効果が得られす、一方その含有量
が2.5％を越えると、Niと同様に熱間圧延性が
低下するようになることから、その含有量を
0.5〜2.5％と定めた。 (c) Si Si成分には、主としてNiと結合してNi₂Siな
どのNiけい化物を形成し、もつて強度を向上
させるほか、例えば端子・コネクターとして用
いる場合に要求されるばね性を向上させる作用
があるが、その含有量が0.05％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方その含有量が
0.9％を越えると、熱間圧延性および導電性が
低下するようになることから、その含有量を
0.05〜0.9％と定めた。 (d) Zn Zn成分には、めつき性、すなわちめつき皮
膜がCu合金表面に均一に形成される性質を改
善する作用があるが、その含有量が0.1％未満
では前記作用に所望の改善効果が見られず、一
方その含有量が２％を越えても、めつき性に顕
著な改善効果は得られず、むしろ劣化傾向が現
われるようになることから、その含有量を0.1
〜２％と定めた。 (e) Fe Fe成分には、上記の通り熱間圧延性を著し
く改善して、通常Cu合金に施されている条件
での熱間圧延を可能にする作用があり、Fe成
分の含有によつて、特に700〜900℃の温度範囲
内での圧延ですぐれた熱間圧延性を示すように
なるが、その含有量が0.025％未満では所望の
熱間圧延性向上効果が得られず、一方その含有
量が0.25％を越えると熱間圧延性向上効果が飽
和し、むしろ低下傾向が現われるようになるこ
とから、その含有量を0.025〜0.25％と定めた。 (f) 不可避不純物としての炭素上記の従来Cu合金を含め、一般のCu合金の
場合、上記の通り20〜50ppmの炭素含有は避け
られず、この状態加熱されると、めつき皮膜に
ふくれが発生するようになるが、この炭素含有
量を10ppm以下に減少させると、めつきふくれ
の発生が皆無となり、すぐれためつき加熱密着
性を示すようになることから、不可避不純物と
しての炭素含有量を10ppm以下と定めた。〔実施例〕つぎに、この発明のCu合金を実施例により具
体的に説明する。アルミナるつぼを備えた通常の低周波溝型溶解
炉を用い、湯面を窒素ガスでシールしながら、
Cu合金溶湯を調製した後、Cu−Cr−Zr合金製鋳
型にて、潤滑材としてほう砂系フラツクスを用
い、前記溶湯を半連続鋳造して、厚さ：150mm×
幅：500mm×長さ：600mmの寸法をもつた鋳塊と
し、この鋳塊に820℃の熱間圧延開始温度にて熱
間圧延を施して厚さ：11mmの熱延板とし、熱間圧
延性を評価する目的で、前記熱延板の表面割れ状
況を観察し、最大割れ長さが10mm以下の場合を
Ａ、同様に10mm超〜20mmの場合をＢ、そして20mm
超の場合をＣでそれぞれ評価し、ついで、前記熱
延板の両面をそれぞれ厚さ：0.5mmつづ面削して、
表面割れとスケールの除去を行なつた後、これに
冷間圧延、焼鈍、および酸洗を１サイクルとし、
これを繰り返し施して厚さ：0.5mmの冷延板とし、
さらに温度：500℃に２時間保持の条件で最終焼
鈍を施した後、50％の圧延率にて最終冷間圧延を
行なつた厚さ：0.25mmの冷延板とし、最終的に連
続焼鈍炉にて、温度：500℃に20秒間保持の条件
で歪取り焼鈍を施すことにより、それぞれ第１表
に示される成分組成をもつた本発明Cu合金板材
１〜９をそれぞれ製造した。また、比較の目的で、カーボンるつぼを用い、
かつ湯面を木炭で被覆しながら、Cu合金溶湯を
調製し、これのグラフアイト鋳型にて半連続鋳造
する従来溶解鋳造法を採用する以外は同一の条件
でそれぞれ第１表に示される組成を有する従来
Cu合金板材１〜７をそれぞれ製造した。ついで、この結果得られた各種のCu合金板材
に

【表】

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明Cu合金板
材１〜９は、いずれも従来Cu合金板材１〜７と
同等の高強度を有し、かつFe成分の含有によつ
て従来Cu合金板材１〜７に比して一段とすぐれ
た熱間圧延性を示し、さらに不可避不純物として
の炭素含有量の低減によつて、加熱されてもめつ
きふくれの発生はなく、すぐれためつき加熱密着
性を示すことが明らかである。上述のように、この発明のCu合金は、高強度
を有するので、これが用いられる半導体装置のリ
ードフレームや端子・コネクターなどの薄肉短小
化を可能とするばかりでなく、熱間圧延性にもす
ぐれているので、熱間圧延で耳割れや表面割れな
どの割れ欠陥の発生が著しく抑制されるようにな
るので、両削量をスケール除去の最小限にとどめ
ることができ、製造工程の短縮化および製品歩留
りの向上をはかることができ、さらにめつき加熱
密着性にすぐれているので、実用時にめつきふく
れが発生することがなく、高い信頼性が得られる
など工業上有用な特性を有するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Ni：0.5〜３％、Sn：0.5〜2.5％、 Si：0.05〜0.9％、Zn：0.1〜２％、を含有し、さらに、 Fe：0.025〜0.25％、を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有し、かつ不可避不純物とし
ての炭素含有量を10ppm以下としたことを特徴と
する熱間圧延性およびめつき加熱密着性のすぐれ
た高強度Cu合金。