JPH09316569A - リードフレーム用銅合金及びその製造法 - Google Patents

リードフレーム用銅合金及びその製造法

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JPH09316569A
JPH09316569A JP8166570A JP16657096A JPH09316569A JP H09316569 A JPH09316569 A JP H09316569A JP 8166570 A JP8166570 A JP 8166570A JP 16657096 A JP16657096 A JP 16657096A JP H09316569 A JPH09316569 A JP H09316569A
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博 本城
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度,導電性,耐熱特性及びダイレク
トボンディング性に優れ、しかも安価であるリードフレ
ーム材料として好適なリードフレーム用銅合金とその製
造法を提案する。 【解決手段】 重量比でAg;0.05〜0.3%,C
r;0.05〜0.3%,P;0.0010%未満,S
n;0.0010%未満を含み、残部が実質的にCu及
び不可避的不純物からなる高力導電性銅合金、及び上記
成分組成に更にZn,Ni,Mg,Zr,Ti,Alの
うちから選ばれる1種又は2種以上を合計で0.01〜
0.3%含有したリードフレーム用銅合金、ならびにこ
れら銅合金を鋳造後熱間圧延し、冷間加工を行った後、
850〜1000℃で600秒以上加熱処理し、水で急
冷した後、400〜700℃の温度範囲で2〜6時間保
持し、その後70%以上の冷間圧延を行い、最終熱処理
を施すことを特徴とするリードフレーム用銅合金の製造
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレーム材
料として好適なリードフレーム用銅合金とその製造法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のリードフレーム用の銅合金として
は、無酸素銅,Sn入り銅,Fe入り銅等の銅合金が広
く知られている。
【0003】近年、電子機器の小型軽量化に伴い、こう
したリードフレーム材料も単に機械的強度が優れている
のみでなく、以下のような特性が要求されてきている。 (1)電気及び熱伝導性が優れていること。 (2)耐軟化特性が優れていること。 (3)成形性が優れていること。 (4)ダイレクトボンディング性が優れていること。 しかしながら、従来の各種銅合金では、こうした特性を
充分満足しているとはいえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
なリードフレーム材として求められる成形加工性,導電
性,耐熱特性及びダイレクトボンディング性に優れた特
性を兼ね備えたリードフレーム用銅合金とその製造法を
提案する。
【0005】
【課題を解決するための手段】第一発明は、重量比でA
g;0.05〜0.3%,Cr;0.05〜0.3%,
P;0.0010%未満,Sn:0.0010を含み、
残部が実質的にCu及び不可避的不純物からなることを
特徴とするリードフレーム用銅合金であり、
【0006】第二発明は、重量比でAg;0.05〜
0.3%,Cr;0.05〜0.3%,P;0.001
0%未満,Sn;0.0010%未満を含み、Zn,N
i,Mg,Zr,Ti,Alのうちから選ばれる1種ま
たは2種以上を合計で0.01〜0.3%を含有し、残
部が実質的にCu及び不可避的不純物からなることを特
徴とするリードフレーム用銅合金であり、
【0007】第三発明は、重量比でAg;0.05〜
0.3%,Cr;0.05〜0.3%,P;0.001
0%未満,Sn;0.0010%未満を含み、残部が実
質的にCu及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後
熱間圧延し冷間加工を行った後、850〜1000℃で
600秒以上加熱処理し水で急冷した後、400〜70
0℃の温度範囲で2〜6時間保持し、その後70%以上
の冷間圧延を行い、最終熱処理を施すことを特徴とする
リードフレーム用銅合金の製造法であり、
【0008】第四発明は、重量比でAg;0.05〜
0.3%,Cr;0.05〜0.3%,P;0.001
0%未満,Sn;0.0010%未満を含み、Zn,N
i,Mg,Zr,Ti,Alのうちから選ばれる1種ま
たは2種以上を合計で0.01〜0.3%を含有し、残
部が実質的にCu及び不可避的不純物からなる銅合金を
鋳造後熱間圧延し冷間加工を行った後、850〜100
0℃で600秒以上加熱処理し水で急冷した後、400
〜700℃の温度範囲で2〜6時間保持し、その後70
%以上の冷間圧延を行い、最終熱処理を施すことを特徴
とするリードフレーム用銅合金の製造法を提供するもの
である。
【0009】本発明は上記のように構成された銅合金で
あり、導電性,耐熱特性,成形性及びダイレクトボンデ
ィング性に優れており、リードフレーム材料として好適
なものである。
【0010】次に、本発明合金を構成する合金成分の添
加理由とその限定理由を説明する。Agを0.05〜
0.3wt%としたのは、Agは固溶した状態でもCu
の導電性を低下することなく、強度を上げる添加元素で
あり、0.05wt%未満ではその効果が少なく、0.
3wt%を越えると効果が飽和し、コストを上昇させて
しまうため工業的でなくなる。
【0011】Crは析出効果によりCuの導電性を低下
することなく、耐熱性,機械的強度を上げる添加元素で
あり、0.05wt%未満ではその効果が小さく、0.
3wt%を越えると鋳造性及び導電性の低下が避けられ
ない。
【0012】Snを0.0010wt%未満としたの
は、0.001wt%を越えるとCuの導電性を低下さ
せ、ダイレクトボンディング性に悪影響を与える。
【0013】Pを0.0010wt%未満としたのは、
0.001wt%を越えるとダイレクトボンディング性
に悪影響を与えるからである。
【0014】またZn,Ni,Mg,Zr,Ti,Al
のうち1種または2種以上の元素を添加するのは、導電
率を大きく低下させることなく機械的強度を向上させる
ことができ、その添加量が0.01wt%未満ではその
効果が小さく、0.3wt%を越えると導電性を大きく
低下させてしまうからである。
【0015】本発明において、上記第一発明,第二発明
に係る組成範囲の銅合金を850〜1000℃で600
秒以上加熱するのは、製造時に生成した析出物を消失さ
せ、Cuマトリックス中に均一に固溶させるためであ
り、加熱温度850℃以下ではその効果が不充分であ
り、1000℃以上では材料の一部が溶解する恐れがあ
る。また、600秒以上に保持するのは、それ以下では
上記の効果が得られないためである。
【0016】400〜700℃の熱処理は、一度均一に
固溶させたCrを均一に析出させるためであり、400
℃以下では充分な析出が促進されず、一方700℃以上
では析出物が粗大化してしまうからである。保持時間を
2〜6時間にしたのは、2時間以下では充分な析出が促
進されず、一方6時間以上では析出物が粗大化してしま
うからである。
【0017】70%以上の冷間加工を行うのは、機械的
強度を向上させるためである。最終熱処理は、冷間加工
で生じた歪みを軽減させ、伸びの回復をはかるためであ
る。次に、本発明の実施の形態を説明する。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施例1 図1は本発明に係る合金試験片の作成工程を示す概略説
明図で、表1に示す成分組成の合金(No.1〜3,N
o.7が第一発明、No.4〜6が第二発明)となるよ
うに高周波真空溶解炉にて溶解し、40mm(幅)×1
00mm(長さ)×10mm(厚み)のインゴットに鋳
造した。900℃で熱間圧延し、厚さ10mmの板と
し、冷間加工を行った後、850〜1000℃で600
秒以上加熱処理(一次)した後、水で急冷した。
【0019】その後、400〜700℃の温度範囲で2
〜6時間保持して加熱処理(二次)した後、70%以上
の冷間圧延し厚さ0.25mmの板として最終熱処理を
施した。
【0020】このようにして調整された試料の評価とし
て、機械強度は引張り試験、伸びはJIS5号試験片、
硬度はヴィッカース硬度計により、耐軟化性は7分間加
熱後の硬度が圧延後の硬度の80%となるときの温度、
導電性と伝熱性は導電率(%IACS)、ダイレクトボ
ンディング性はAuワイヤーをダイレクトボンディング
を施した後に5gの荷重で引張り試験を行って剥離した
か否かで評価を行い、剥離しないものは○印、剥離した
ものは×印とした。その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1中の比較材は、本発明に係る第一発
明,第二発明で規定した成分組成範囲外のものであり、
例えばNo.8はPが、No.9はSnが、No.10
はAg、No.11はCr、No.12はAgとP、N
o.13はAg,P,Sn、No.14はCrとPが、
No.15はAgとその他の成分が、No.16はその
他の成分がそれぞれ本願発明の成分組成の範囲外であ
る。
【0023】表1に示すように、本発明に係る合金は、
充分な機械的強度,導電性,耐熱特性及びダイレクトボ
ンディング性を有することが明らかで、高い信頼性が要
求される電気・電子機器部材、特にリードフレーム材料
として好適であることが分かる。
【0024】実施例2 本発明に係る合金組成範囲内の合金の製造法において、
その製造条件が前記第三発明、第四発明で規定する条件
内・外の場合につき製造比較試験を行った。その結果を
表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】表2中、合金成分組成はNo.17とN
o.22とは表1中のNo.3に、No.18とNo.
23とは表1中のNo.4に、No.19とNo.24
とは表1中のNo.5に、No.20とNo.25とは
表1中のNo.6の成分組成と同じであり、製造条件、
特に一次加熱処理条件を変化させた場合である。試験片
の作成工程は実施例1と同様に図1に示す通りである。
【0027】表2から分るように、本発明で規定する成
分組成範囲内で、製造条件も規定条件内であるNo.1
7,18,19,20の機械的強度,導電性,耐熱特性
及びダイレクトボンディング性も実施例1の(表1に示
す)No.3,4,5,6と同等で優れた特性を示して
いるが、一次加熱処理条件の異なるNo.22,25,
二次加熱条件の異なるNo.23,24の合金は特に導
電率,ダイレクトボンディング性が劣る。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る銅合金とその製造法は、上
記実施例からも分かるように、成形加工性,機械的強
度,導電性,耐熱特性及びダイレクトボンディング性に
優れ、高い信頼性が要求される電気・電子機器部材、特
にリードフレーム材料として好適である。
【0029】また、本発明の合金は溶解,熱間圧延,冷
間圧延及び中間熱処理等が極めて容易であって何ら技術
的な困難さは全くなく、特殊な熱処理や複雑な工程が必
要な銅基合金より簡単でコスト安に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る合金試験片の作成工程を示す概略
説明図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比でAg;0.05〜0.3%,C
    r;0.05〜0.3%,P;0.0010%未満,S
    n;0.0010%未満を含み、残部が実質的にCu及
    び不可避的不純物からなることを特徴とするリードフレ
    ーム用銅合金。
  2. 【請求項2】 重量比でAg;0.05〜0.3%,C
    r;0.05〜0.3%,P;0.0010%未満,S
    n;0.0010%未満を含み、Zn,Ni,Mg,Z
    r,Ti,Alのうちから選ばれる1種又は2種以上を
    合計で0.01〜0.3%を含有し、残部が実質的にC
    u及び不可避的不純物からなることを特徴とするリード
    フレーム用銅合金。
  3. 【請求項3】 重量比でAg;0.05〜0.3%,C
    r;0.05〜0.3%,P;0.0010%未満,S
    n;0.0010%未満を含み、残部が実質的にCu及
    び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延し、
    冷間加工を行った後、850〜1000℃で600秒以
    上加熱処理し、水で急冷した後、400〜700℃の温
    度範囲で2〜6時間保持し、その後70%以上の冷間圧
    延を行い、最終熱処理を施すことを特徴とするリードフ
    レーム用銅合金の製造法。
  4. 【請求項4】 重量比でAg;0.05〜0.3%,C
    r;0.05〜0.3%,P;0.0010%未満,S
    n;0.0010%未満を含み、Zn,Ni,Mg,Z
    r,Ti,Alのうちから選ばれる1種又は2種以上を
    合計で0.01〜0.3%を含有し、残部が実質的にC
    u及び不可避的不純物からなる銅合金を鋳造後熱間圧延
    し、冷間加工を行った後、850〜1000℃で600
    秒以上加熱処理し、水で急冷した後、400〜700℃
    の温度範囲で2〜6時間保持し、その後70%以上の冷
    間圧延を行い最終熱処理を施すことを特徴とするリード
    フレーム用銅合金の製造法。
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