JPH10152736A - 銅合金材及びその製造方法 - Google Patents

銅合金材及びその製造方法

Info

Publication number
JPH10152736A
JPH10152736A JP31327696A JP31327696A JPH10152736A JP H10152736 A JPH10152736 A JP H10152736A JP 31327696 A JP31327696 A JP 31327696A JP 31327696 A JP31327696 A JP 31327696A JP H10152736 A JPH10152736 A JP H10152736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper alloy
aging treatment
cold rolling
electrical conductivity
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31327696A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Yamamoto
佳紀 山本
Takeshi Shimada
健 嶋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP31327696A priority Critical patent/JPH10152736A/ja
Publication of JPH10152736A publication Critical patent/JPH10152736A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い強度及び高い導電率を備えた銅合金が得
られるようにする。 【解決手段】 Ni(2.5wt%)、Si(0.5w
t%)、Zn(0.5wt%)及びP(0.3wt%)
がCuに添加され、かつ重量比Ni/Siが4.5〜
5.5になるようにした銅合金を用いる。まず、850
℃に加熱して熱間押出加工した後に冷間圧延する(ステ
ップ102)。ついで、800℃に加熱後、急冷して溶
体化処理し(ステップ103)た後、20〜80%の加
工率で冷間圧延する(ステップ104)。更に、450
℃で1時間の第1次時効処理を施し(ステップ10
5)、10〜70%の加工率の冷間圧延(ステップ10
6)を経て420℃で1時間の第2次時効処理を施す。
これにより、高強度と高導電率を備えた銅合金が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に用いら
れる銅合金、特に高強度及び高熱伝導性を備えた銅合金
材及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器用の金属材料は、製造工程中に
変形や破損の生じない強度、耐熱性、打ち抜きや加工に
対する加工性、発生する熱を外部に放出できる熱伝導
性、めっき性、はんだ付け性、耐蝕性等の特性のほか、
低価格であることが要求される。例えば、半導体装置に
用いられるリードフレームにおいては、素子の小型化・
高集積化に対応した特性、つまり、材料の薄板化に対応
して、より強度が高く、かつ熱の発生量が増加すること
から、十分な放熱性を確保しうる熱伝導性及び導電性を
備えた材料の開発が望まれている。
【0003】このような要求に応えられる材料として、
高純度銅合金材が注目されており、種々の材料が開発さ
れている。その中でCu−Ni−Si合金(コルソン合
金)を基本とする合金は、引張強度が700MPaとい
う高い値を期待できることから、有望視されている。こ
のCu−Ni−Si合金は析出硬化型の合金である。通
常、800℃程度の高温から急冷する液体化処理と、3
00〜500℃程度に加熱保持する時効処理によって合
金元素をNi2 Siの化合物の形でCu母相中に析出さ
せ、転位の運動に対する障害物にすることで強度が向上
する。また、合金元素を積極的に析出させるため、固溶
状態にある合金に比較して熱伝導性及び導電性を良好に
保ちやすい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Cu−Ni−
Si合金によると、その製造に通常の単純な溶体化処理
及び時効化処理による製造工程をとった場合、強度面で
は700MPaという高い引張強度が得られるものの、
導電率が30〜40%IACSのレベルに止まってい
る。この導電率は、QFP(Quad Fiat Package)による
半導体装置のリードフレームに用いるには不満が残る。
このように導電率が高くならない理由は、析出しきれず
に固溶状態で残留する合金元素の量が多いためである。
そこで、十分な析出を生じさせるために、時効処理温度
を上昇させたり、処理時間を長くした場合、導電率は向
上するが、逆に析出物が粗大になり、強度が低下すると
いう問題がある。
【0005】そこで本発明は、高強度及び高導電率を併
せもった銅合金材及びその製造方法を提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、重量比Ni/Siを4.5〜5.5にし
た1.0〜5.0wt%のNi、及び0.2〜1.0w
t%のSiと、0.3〜5.0wt%のZn、及び0.
003〜0.3wt%のPを含み、所定の溶体化処理
し、冷間圧延、及び時効処理によって50%IACS以
上の導電率と、700MPa以上の引張強度を有するよ
うに構成されたことを特徴とする銅合金材を提供する。
【0007】上記の目的を達成するために、本発明は、
重量比Ni/Siを4.5〜5.5にした1.0〜5.
0wt%のNi及び0.2〜1.0wt%のSiのほ
か、0.3〜5.0wt%のZn、0.003〜0.3
wt%のPがCuに添加された銅合金を700〜100
0℃に加熱して溶体化処理し、20〜80%の加工率で
冷間圧延し、400〜500℃及び0.5〜3時間の時
効処理を施し、10〜70%の加工率で冷間圧延し、3
50〜450℃及び0.5〜3時間の時効処理を施す銅
合金材の製造方法を提供する。
【0008】この方法によれば、NiとSiは析出物の
析出を容易にし、固溶状態で残る元素量を低減させるの
で、強度及び導電率が向上する。また、Zn及びPは導
電率を確保しながら、Znでは、はんだ付け時の界面剥
離を改善してめっき性を向上させるように作用し、Pは
脱酸剤として機能し、合金鋳造時のSiの酸化による悪
影響を防止するように作用する。更に、20〜80%の
加工率による冷間圧延は、時効処理における析出物の発
生を十分にしながら粗大化を防止する。この冷間圧延に
続く時効処理は、400〜500℃で十分な析出が得ら
れ、必要な強度及び導電率を得ることができる。この時
効処理に続く10〜70%の加工率による冷間圧延は、
次の時効処理(第2次時効処理)における析出物の発生
を容易にし、十分な強度が得られるように作用する。3
50〜450℃で0.5〜3時間の時効処理は、析出物
の粗大化を抑制しながら十分な析出が可能になり、必要
な強度及び導電率を得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、高強度及び高導電率を
併せもたせるため、粗大析出物が生じない条件のもと
で、Ni2 Siの化合物ができるだけ多量に析出するよ
うにしている。Ni及びSiの量は、添加量が多くなる
と析出しきれない固溶元素量が増大し、少ないと析出硬
化による高強度化が図れない。以下に実施例を示して具
体的に説明する。
【0010】
【実施例】図1は本発明による銅合金材の製造方法の工
程を示すフローチャートである。図1を参照して本発明
を説明する。本発明者らは、表1の組成により試料を作
成した。本発明による組成がA及びBであり、比較用組
成(従来例)としてC,D,Eの3種を作成した。
【0011】
【表1】
【0012】Ni2.5wt%、Si0.5wt%、Z
n0.5wt%、P0.03wt%の組成を持つ銅合金
を無酸素銅を母材にして高周波溶解炉で溶製し、直径3
0mm、長さ250mmのインゴットに鋳造した(ステ
ップ101)。このインゴットを850℃に加熱して熱
間押し出し加工し、幅20mm、厚さ8mmの板状にし
た。この後、中間焼鈍をはさみながら厚さ0.58mm
まで冷間圧延した(ステップ102)。ついで、800
℃に加熱後、水中に入れて急冷し、溶体化した(ステッ
プ103)。溶体化後の材料を厚さ0.38mmに冷間
圧延し(ステップ104)、450℃で1時間時効処理
(第1次時効処理)した(ステップ105)。
【0013】溶体化処理と時効処理の間で冷間圧延を行
うことにより、溶体化材の結晶格子内に適度な格子欠陥
が導入される。この格子欠陥は析出物形成の核として機
能し、析出物を微細な形状でより均一かつ多量に発生さ
せることができる。冷間圧延の加工率を高くすると、よ
り多量の格子欠陥が導入されるため、多量の析出物が形
成されやすくなるが、析出の進行が速くなるため、粗大
化も急速に進行する。したがって、冷間圧延の加工率は
20〜80%にするのが好ましい。
【0014】1時間時効処理においては、微細な形状の
析出物をできるだけ多く発生させることが重要である。
このためには温度及び保持時間が重要で、ここでは温度
を400〜500℃、保持時間を30分〜3時間にして
いる。これより低温及び短時間では十分な量の析出が生
ぜず、逆に、高温及び長時間になると粗大な形状の析出
物が発生する。
【0015】この1時間時効処理の後、厚みが0.25
mmになるまで冷間圧延(ステップ106)する。この
冷間圧延は、加工率を10〜70%で行うのが望まし
い。10%未満では、この後に行われる第2次時効処理
における析出物の発生が不十分になり、70%を越える
と析出の進行が速くなる。この冷間圧延の後、420℃
で1時間時効処理した(ステップ107)。この2回目
の時効処理(第2次時効処理)は、ステップ105の第
1次時効処理で析出されずに残った固溶状態の元素をで
きるだけ多く析出させることが重要である。そこで、第
2次時効処理の温度を350〜450℃、保持時間を3
0分〜3時間にしている。以上のようにして製作した試
料をNo.1とする。
【0016】表1に示した各組成にし、また加工条件
(冷間加工率及び時効処理条件)を代えて上記した製造
工程にしたがって本発明品の試料(No.2,3及びN
o.8)及び比較品(No.4,5,6,7及びNo.
9,10,11)を製作した。これらの全てについて、
引張強さと導電率を測定したところ、表2に示す結果を
得た。
【0017】
【表2】
【0018】表2から明らかなように、試料No.1〜
3及びNo.8は、720MPa以上の強度が得られ、
導電率は52%IACS以上が得られた。この結果、Q
FPによる半導体装置のリードフレームに用いることが
可能になった。これに対し、試料No.4〜7及びN
o.9〜11の比較例は、引張強度及び導電率が低く、
半導体装置のリードフレームに用いることができない。
【0019】本発明による銅合金は、高い強度と高い導
電率が得られるため、リードフレームに用いた場合、よ
り小型化、多ピン化、高速化を目的とした半導体装置へ
の対応が可能になり、特に、QFP等の多ピンリードフ
レームに用いるのに適している。ここで、表1に示した
各元素の組成比について説明する。
【0020】Ni及びSiの添加量が低いと、析出硬化
による高強度化が不十分になる。逆に、Ni及びSiの
添加量が多くなると、析出しきれない固溶元素量が増加
する。また、Ni/Siの重量比を規定する理由は、N
2 Siの析出が十分におきたとき、余剰分として存在
するNiもしくはSiの量を少なくする為である。更
に、Znは、はんだ付け時の界面剥離を改善する効果が
ある。Pは脱酸剤としての効果があり、合金鋳造時のS
iの酸化による悪影響を防止することができる。Zn及
びPの量が所定量より多くなると、導電率が低下する。
【0021】なお、表1の組成においては、表中の値に
固定されるものではなく、次の範囲で選択可能である。
Ni1.0〜5.0wt%、Si0.2〜1.0wt
%、Zn0.3〜5.0wt%、P0.003〜0.3
wt%、及びNi/Si=4.5〜5.5。また、ステ
ップ102における熱間押出加工では800℃に加熱す
るものとしたが、この温度は700〜1000℃の範囲
に設定することができる。更に、第ステップ105の1
次時効処理は450℃で行ったが、400〜500℃の
範囲で行うことができる。
【0022】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、所定の比率にしたNi、Siのほか、Zn及びPを
所定の組成でCuに添加した銅合金を700〜1000
℃で溶体化処理し、ついで20〜80%の加工率で冷間
圧延し、更に400〜500℃及び0.5〜3時間で時
効処理を施した後、10〜70%の加工率で再度冷間圧
延し、ついで350〜450℃及び0.5〜3時間で再
度時効処理を施すようにしたので、高強度及び高導電率
を備えた銅合金を得ることができる。したがって、リー
ドフレームに用いると、小型化、多ピン化及び高速化に
対応したQFP等の半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の銅合金材の製造方法の製造工程を示す
フローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 650 C22F 1/00 650F 661 661A 682 682 685 685Z 686 686Z 691 691B 691C 694 694A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比Ni/Siを4.5〜5.5にし
    た1.0〜5.0wt%のNi、及び0.2〜1.0w
    t%のSiと、0.3〜5.0wt%のZn、及び0.
    003〜0.3wt%のPを含み、 所定の溶体化処理し、冷間圧延、及び時効処理によって
    50%IACS以上の導電率と、700MPa以上の引
    張強度を有するように構成されたことを特徴とする銅合
    金材。
  2. 【請求項2】 重量比Ni/Siを4.5〜5.5にし
    た1.0〜5.0wt%のNi、及び0.2〜1.0w
    t%のSiと、0.3〜5.0wt%のZn、及び0.
    003〜0.3wt%のPがCuに添加された銅合金を
    700〜1000℃に加熱して溶体化処理し、 20〜80%の加工率で冷間圧延し、 400〜500℃及び0.5〜3時間の時効処理を施
    し、 10〜70%の加工率で冷間圧延し、 350〜450℃及び0.5〜3時間の時効処理を施す
    ことを特徴とする銅合金材の製造方法。
JP31327696A 1996-11-25 1996-11-25 銅合金材及びその製造方法 Pending JPH10152736A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31327696A JPH10152736A (ja) 1996-11-25 1996-11-25 銅合金材及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31327696A JPH10152736A (ja) 1996-11-25 1996-11-25 銅合金材及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10152736A true JPH10152736A (ja) 1998-06-09

Family

ID=18039268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31327696A Pending JPH10152736A (ja) 1996-11-25 1996-11-25 銅合金材及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10152736A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003025078A (ja) * 2001-07-10 2003-01-28 Dowa Mining Co Ltd 銅、銅基合金およびその製造方法
JP2004007020A (ja) * 2003-09-30 2004-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
US7413619B2 (en) 2005-03-11 2008-08-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Copper alloy
CN115044846A (zh) * 2022-06-23 2022-09-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 CuCrSn合金及其变形热处理方法
CN115354251A (zh) * 2022-08-29 2022-11-18 西安交通大学 一种提高析出程度且抑制析出相粗化的热处理方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003025078A (ja) * 2001-07-10 2003-01-28 Dowa Mining Co Ltd 銅、銅基合金およびその製造方法
JP2004007020A (ja) * 2003-09-30 2004-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
US7413619B2 (en) 2005-03-11 2008-08-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Copper alloy
US7727345B2 (en) 2005-03-11 2010-06-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Copper alloy and method of manufacturing the same
DE102006010760B4 (de) * 2005-03-11 2014-03-27 Mitsubishi Denki K.K. Kupferlegierung und Verfahren zur Herstellung derselben
CN115044846A (zh) * 2022-06-23 2022-09-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 CuCrSn合金及其变形热处理方法
CN115354251A (zh) * 2022-08-29 2022-11-18 西安交通大学 一种提高析出程度且抑制析出相粗化的热处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8430979B2 (en) Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon
JP3273613B2 (ja) 高い強さおよび導電率を有する銅合金の製造方法
KR100360131B1 (ko) 구리합금의굽힘성형성향상방법및이로부터제조되는구리합금
JP4913902B2 (ja) 電気・電子部品用銅合金材料の製造方法
JP5506806B2 (ja) 電子材料用Cu−Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法
JPH0741887A (ja) 電気、電子部品用銅合金及びその製造方法
JP2008196042A (ja) 強度と成形性に優れる電気電子部品用銅合金板
JPWO2010064547A1 (ja) 電子材料用Cu−Ni−Si−Co系銅合金及びその製造方法
TWI429768B (zh) Cu-Co-Si based copper alloy for electronic materials and method for producing the same
JP3896793B2 (ja) 高強度・高導電性銅合金材の製造方法
JP2004315940A (ja) Cu−Ni−Si合金およびその製造方法
US6506269B2 (en) High-strength and high-conductivity Cu-(Ni, Co, Fe)-Si copper alloy for use in leadframes and method of making the same
JP3797736B2 (ja) 剪断加工性に優れる高強度銅合金
JP3465541B2 (ja) リードフレーム材の製造方法
JP3376840B2 (ja) 銅合金材の製造方法
JP3900733B2 (ja) 高強度・高導電性銅合金材の製造方法
JP3772319B2 (ja) リードフレーム用銅合金およびその製造方法
JP3735005B2 (ja) 打抜加工性に優れた銅合金およびその製造方法
JPH10265873A (ja) 電気電子部品用銅合金及びその製造方法
JP2956696B1 (ja) 高強度・高導電性銅合金およびその加工方法
JPH11323463A (ja) 電気・電子部品用銅合金
JPH0635633B2 (ja) 電気および電子部品用銅合金及びその製造方法
JP3407527B2 (ja) 電子機器用銅合金材
JP4175920B2 (ja) 高力銅合金
JPH05311364A (ja) 高強度高導電性銅合金の製造方法