JPH08193231A - 微細な鋳造組織を有する銅合金インゴットの製造方法 - Google Patents

微細な鋳造組織を有する銅合金インゴットの製造方法

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JPH08193231A
JPH08193231A JP1966495A JP1966495A JPH08193231A JP H08193231 A JPH08193231 A JP H08193231A JP 1966495 A JP1966495 A JP 1966495A JP 1966495 A JP1966495 A JP 1966495A JP H08193231 A JPH08193231 A JP H08193231A
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JP
Japan
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copper alloy
alloy ingot
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cast structure
balance
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JP1966495A
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Yoshiharu Mae
義治 前
Naoki Takuno
直毅 宅野
Yutaka Furushiba
豊 古柴
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Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ICやLSIなどの半導体装置用リードフレ
ームを製造することのできる微細な鋳造組織を有すに優
れたCu−Fe−Si−C系銅合金インゴットの製造方
法を提供する。 【構成】(1)純銅を溶解して得られた溶湯に、Si:
0.005〜1.0重量%およびC:0.005〜1.
2重量%を含有し残りがFeおよび不可避不純物からな
る組成を有するFe−Si−C系母合金を添加する微細
な鋳造組織を有するCu−Fe−Si−C系銅合金イン
ゴットの製造方法。(2)純銅を溶解して得られた溶湯
に、Si:0.005〜1.0重量%およびC:0.0
05〜1.2重量%を含有し残りがFeおよび不可避不
純物からなる組成を有するFe−Si−C系母合金を添
加し、ついで、その他の添加成分をを添加する微細な鋳
造組織を有するCu−Fe−Si−C系銅合金インゴッ
トの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、Fe、SiおよびC
を必須成分として含む組成の微細鋳造組織を有するCu
−Fe−Si−C系銅合金インゴットの製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ICやLSIなどの半導体装置
用リードフレームは銅合金薄帯をプレス加工、打抜き加
工、曲げ加工などしたのちメッキすることにより作製さ
れることが知られており、この時使用される銅合金薄帯
としては、例えば、Fe:1.5〜2.6重量%を必須
成分とし、さらに必要に応じてZn:0.01〜1重量
%およびP:0.001〜0.1重量%の内の少なくと
も1種以上を含有する組成を有するものが知られてい
る。
【0003】これら銅合金薄帯を圧延するための銅合金
インゴットは、通常、電気銅、タフピッチ銅などを溶解
して得られた純銅溶湯に鉄原料を添加し、さらに必要に
応じて、その他の添加成分、例えば純Znおよび/また
はCu−15%P母合金などを添加して成分調整し、得
られた溶湯を連続鋳造または半連続鋳造することにより
製造している。
【0004】このようにして製造されたインゴットは熱
間圧延して熱延板とし、ついで水冷した後、面削し、冷
間圧延ー時効処理ー表面研磨を繰り返した後、最終圧延
し、歪み取り焼鈍と酸洗を施すことにより銅合金薄帯と
し、この銅合金薄帯を前述のようにプレス加工、打抜き
加工、曲げ加工などの金属加工を施したのち、メッキす
ることによりICやLSIなどの半導体装置用リードフ
レームに成形していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の銅合金は、
いずれもFeを1.5〜2.6重量%含有せしめること
により優れた強度および導電性を付与したものである
が、Feを2.3重量%越えて含有すると鋳造組織は微
細化するもののFe−P系などの晶出物が発生しやすい
ためにFe含有量を2.3重量%以下に下げる必要があ
り、通常はFe:1.5〜2.3重量%の範囲内で添加
したFe含有量銅合金が使用されている。しかし、この
Fe:1.5〜2.3重量%の範囲内で添加したFe含
有量の銅合金インゴットには柱状晶組織が発生しやす
く、この柱状晶組織を有するFe含有銅合金インゴット
には鋳造割れが発生しやすく、また、この柱状晶組織を
有するFe含有銅合金インゴットを圧延すると、圧延時
に割れが発生することが多く、圧延割れが生じた場合、
その部分を除去する必要から、その除去された分だけ歩
留まりが低下していた。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる観点から、Fe含有銅合金インゴットに柱状晶組
織が発生することがなく、したがって鋳造割れおよび圧
延割れが発生することのない銅合金インゴットを得るべ
く研究を行った結果、純銅溶湯にFeを添加する際に、
Si:0.005〜1.0重量%およびC:0.005
〜1.2重量%を含有し残りがFeおよび不可避不純物
からなる組成を有するFe−Si−C系母合金を添加
し、ついで必要に応じて、その他の添加成分を添加して
成分調整して得られた溶湯を連続鋳造または半連続鋳造
することにより製造したCu−Fe−Si−C系銅合金
インゴットは、組織が微細な等軸晶の鋳造組織となり、
通常の熱間圧延を行っても熱間圧延時に割れが発生する
ことはない、という知見を得たのである。
【0007】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、(a) 純銅を溶解して得られた溶
湯に、Si:0.005〜1.0重量%およびC:0.
005〜1.2重量%を含有し残りがFeおよび不可避
不純物からなる組成を有するFe−Si−C系母合金を
添加する微細な鋳造組織を有するCu−Fe−Si−C
系銅合金インゴットの製造方法、(b) 純銅を溶解し
て得られた溶湯に、Si:0.005〜1.0重量%お
よびC:0.005〜1.2重量%を含有し残りがFe
および不可避不純物からなる組成を有するFe−Si−
C系母合金を添加し、ついで、その他の添加成分を添加
する微細な鋳造組織を有するCu−Fe−Si−C系銅
合金インゴットの製造方法に特徴を有するものである。
【0008】前記その他の添加成分は、純Zn、P:1
4〜16重量%を含有し残りがCuおよび不可避不純物
からなる組成のCu−P系母合金などいかなる添加成分
であっても良い。
【0009】この発明の製造方法で得られたCu−Fe
−Si−C系銅合金インゴットは、不活性ガス中、温
度:900〜1000℃で熱間圧延したのち、水冷、面
削、冷間圧延を行い、ついで、温度:450〜650℃
で1〜2時間保持の時効処理したのち、表面研磨、最終
圧延し、歪み取り焼鈍などを施してCu−Fe−Si−
C系銅合金薄帯に仕上げられる。
【0010】純銅溶湯にFe、SiおよびCをそれぞれ
単独で添加してもこの発明の微細な鋳造組織を有する系
銅合金インゴットを作ることができない。Si:0.0
05〜1.0重量%およびC:0.005〜1.2重量
%を含有し残りがFeおよび不可避不純物からなる組成
を有するFe−Si−C系母合金を添加することが必要
である。Fe−Si−C系母合金に含まれるSiが0.
005重量%未満では効果がなく、Siが1.0重量%
を越えて含まれているとSiが異物として晶出するので
好ましくない。さらにFe−Si−C系母合金に含まれ
るCが0.005重量%未満では効果がなく、Cが1.
2重量%を越えて含まれているとCが異物として晶出す
るので好ましくない。
【0011】
【実施例】
実施例1〜5 電気銅をカーボンで覆うことにより大気から遮断し、通
常の溶解炉を用いて溶解し、得られた溶湯を取鍋に注入
した。取鍋に注入する際に、溶湯流に表1に示される割
合のSiおよびCを含有し残りがFeおよび不可避不純
物からなる組成のFe−Si−C系母合金を添加して成
分調整し、さらに必要に応じて表1に示されるその他の
添加成分を添加して成分調整し、Cu−Fe−Si−C
系銅合金溶湯を作製した。
【0012】得られたCu−Fe−Si−C系銅合金溶
湯を鋳型に鋳造して、厚さ:180mm、幅:450m
m、長さ:2400mmの寸法を有するCu合金インゴ
ットを製造し、これらCu合金インゴットを厚さ方向に
切断し、切断面を研磨し腐食してカラーチェックしたの
ち、その組織を観察し、鋳造割れの有無および平均粒径
を切断法にて測定し、その結果を表1に示した。ただ
し、インゴットが柱状晶組織を有する場合は各結晶粒の
最長長さを粒径とした。
【0013】これらインゴットを温度:950℃で熱間
圧延して厚さ:10mmの熱延板とし、この熱延板を水
冷したのち、上下表面を面削して厚さ:9mmとし、こ
の面削した熱延板を一次冷間圧延して厚さ:2mmの冷
延板とし、続いてこの冷延板に温度:600℃、1時間
保持の一次時効処理を施したのち、ロールバフ研磨を施
して表面の酸化膜および汚れを除去した状態で二次冷間
圧延し、その厚さを0.8mmとし、さらに圧下率:7
5%の最終冷間圧延して厚さ:0.2mmのCu−Fe
−Si−C系銅合金薄板薄帯を作製した。
【0014】得られたCu−Fe−Si−C系銅合金薄
帯について、熱間圧延途中のエッジ割れの有無、仕上げ
Cu−Fe−Si−C系銅合金薄帯の表面欠陥の有無を
目視で観察し、その結果を表1に示した。
【0015】従来例1〜5 電気銅をカーボンで覆うことにより大気から遮断し、通
常の溶解炉を用いて溶解し、得られた溶湯を取鍋に注入
した。取鍋に注入する際に、溶湯流にFe粒、Si粒お
よびC粒をそれぞれ表2に示される割合でそれぞれ添加
して成分調整し、さらに必要に応じて表1に示されるそ
の他の添加成分を添加して成分調整してCu−Fe−S
i−C系銅合金溶湯を作製し、以下、実施例1〜5とま
ったく同様にしてCu−Fe−Si−C系銅合金溶湯を
作製した。
【0016】このCu−Fe−Si−C系銅合金溶湯を
鋳型に鋳造して、厚さ:180mm、幅:450mm、
長さ:2400mmの寸法を有するCu合金インゴット
を製造した。これらCu合金インゴットを厚さ方向に切
断し、切断面を研磨し腐食してカラーチェックしたの
ち、その組織を観察し、粒界割れの有無および平均粒径
を測定し、その結果を表2に示し、さらに、これらイン
ゴットを実施例1〜5とまったく同様にし圧延し、Cu
−Fe−Si−C系銅合金薄板薄帯を作製した。
【0017】得られたCu−Fe−Si−C系銅合金薄
帯について、熱間圧延途中のエッジ割れの有無、仕上げ
Cu−Fe−Si−C系銅合金薄帯の表面欠陥の有無を
目視で観察し、その結果を表2に示した。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】表1および表2に示される結果から、溶湯
にFe−Si−C系母合金を添加する実施例1〜5で得
られたCu−Fe−Si−C系銅合金インゴットは、い
ずれも結晶粒が微細であり、内部に鋳造割れが生ずるこ
とがなく健全なインゴットが得られ、熱間圧延中に割れ
が発生することがなく、さらに表面欠陥の発生もないこ
とがわかる。
【0021】これに対して、溶湯にFe、SiおよびC
をそれぞれ単独で添加する従来例1〜5で得られたCu
−Fe−Si−C系銅合金インゴットは、いずれも結晶
粒が粗大な柱状晶を有して内部に鋳造割れが発生し、こ
のインゴットを熱間圧延すると割れが生じ、得られたC
u−Fe−Si−C系銅合金薄帯には表面欠陥が発生す
ることがわかる。
【0022】
【発明の効果】上述のように、この発明の方法による
と、結晶粒が微細であり、内部に鋳造割れがなく健全な
Cu−Fe−Si−C系銅合金インゴットが得られ、こ
のインゴットは熱間圧延中に割れが発生することがな
く、さらに圧延して得られたCu−Fe−Si−C系銅
合金薄帯には表面欠陥の発生がないころから、ICやL
SIなどの半導体装置用リードフレームを歩留まり良く
製造することができ、工業上優れた効果をもたらすもの
である。
フロントページの続き (72)発明者 古柴 豊 東京都千代田区大手町一丁目5番1号 三 菱マテリアル株式会社製錬事業本部製錬部 新材料室

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 純銅を溶解して得られた溶湯に、Si:
    0.005〜1.0重量%およびC:0.005〜1.
    2重量%を含有し残りがFeおよび不可避不純物からな
    る組成を有するFe−Si−C系母合金を添加すること
    を特徴とする微細な鋳造組織を有するCu−Fe−Si
    −C系銅合金インゴットの製造方法。
  2. 【請求項2】 純銅を溶解して得られた溶湯に、Si:
    0.005〜1.0重量%およびC:0.005〜1.
    2重量%を含有し残りがFeおよび不可避不純物からな
    る組成を有するFe−Si−C系母合金を添加し、つい
    で、その他の添加成分を添加することを特徴とする微細
    な鋳造組織を有するCu−Fe−Si−C系銅合金イン
    ゴットの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記その他の添加成分は、純Znである
    ことを特徴とする請求項2記載の微細な鋳造組織を有す
    るCu−Fe−Si−C系銅合金インゴットの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記その他の添加成分は、P:14〜1
    6重量%を含有し残りがCuおよび不可避不純物からな
    る組成を有するCu−P系母合金であることを特徴とす
    る請求項2記載の微細な鋳造組織を有するCu−Fe−
    Si−C系銅合金インゴットの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記その他の添加成分は、純Znおよび
    P:14〜16重量%を含有し残りがCuおよび不可避
    不純物からなる組成を有するCu−P系母合金であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の微細な鋳造組織を有する
    Cu−Fe−Si−C系銅合金インゴットの製造方法。
JP1966495A 1995-01-12 1995-01-12 微細な鋳造組織を有する銅合金インゴットの製造方法 Withdrawn JPH08193231A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106048605A (zh) * 2016-08-09 2016-10-26 天津工业大学 一种激光与感应复合熔覆Cu‑Fe‑Si软磁高导铜基复合材料

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106048605A (zh) * 2016-08-09 2016-10-26 天津工业大学 一种激光与感应复合熔覆Cu‑Fe‑Si软磁高导铜基复合材料

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Effective date: 20020402