JPS61127841A

JPS61127841A - 高力高導電銅合金

Info

Publication number: JPS61127841A
Application number: JP24863884A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Miyashita; 博仁宮下; Masahiro Tsuji; 正博辻; Susumu Kawauchi; 川内　進
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1986-06-16

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】本発明は、トランジスタや集積回路（ＩＣ）などの半導
体機器のリード材、コネクター、端子。

リレー、スイッチ等の導電性ばね材に適する鋼合金に関
するものである。

従来、半導体機器リード材としては、熱膨張係数が低く
、素子及びセラミックとの接着お上び封着性の良好ない
わゆるコバール（Ｆｅ−２９Ｎｉ−１６０ｏ　）、　　
４２合金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
力の高い工Ｃ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
放熱性の良い銅基合金が使われるようくなってきた。

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）　　ＩＪ−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
張係数が近く、リードの表面に生成される酸化膜の密着
性が良好であること。

（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、また曲
げ加工して作製されるものがほとんどであるため、これ
らの加工性が良好であること。

（５）　　リードは表面に貴金属めっきを行なうため。

これら貴金属とのめっき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。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とともに、使用時の経時変化に
対して耐剥離性を有すること。

（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）　　価格が低摩であること。

これら各種の要求特性に対し、従来よｐ使用されている
無酸素銅、錫入シ銅、りん青銅、コパール、４２合金は
、いずれも一長一短があり。

これらの特性のすべてを必ずしも満足しえるものではな
い。

また、従来、電気機器用ばね、計測器用ばね。

スイッチ、コネクター等に用いられるばね用材料として
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シん青銅が使用さ
れていた。しかし。

黄銅は強度、はね特性が劣っており、また１強度、ばね
特性の優れた洋白、りん青銅も、電気機器用等に用いら
れる場合、半田の耐剥離性に劣り、また、電気伝導度が
低いという欠点を有していた。さらには、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。

従って、半田の耐剥離性及び導電性が良好であシ、ばね
特性に優れた安価な合金の出現が待たれていた。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅合金
のもつ欠点を改良し、半導体機器のリード材及び導電性
ばね材として好適な緒特性を有する鋼合金を提供するも
のである。

本発明は、２重量係をこえて１０重量係以下のＳｎ、ｒ
：１．００１０１重量超えて（Ｌ４重重量風下のＰ、１
０５重量重量上５重量係以下のＺｎを含み、かつ、１１
０１重量彊以上０．１重量係未満のＡ１及び（１０１重
量重量上１２重量幅未満のＭｎのうち、１種または２種
を１合計（ＬＯ１重量重量上１３重量壬未満を含み、残
部がｃｕ及び不可避不純物から成る合金であって、半導
体機器のリード材用鋼合金として優れた電気及び熱伝導
性、耐熱性、加工性、めっき密着性、半田付は性、耐食
性等を有し、又、導電性ばね材として優れた高力、ばね
特性、導電性を併せ持つことを特徴とするものである。

次に１本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明
する。Ｓｎの含有量を２重量係を超えて１０重量幅以下
とする理由は、Ｓｎ含有量が２重量係以下では、他成分
の共添をともなっても期待する強度が得られず、逆にＳ
ｎ含有量が１゜重量係をこえると導電率が低下するため
である。

Ｐ含有量を１００１重量憾重量光て１１．４重量係以下
とする理由は、Ｐ含有量が１００１重量憾以下では、Ｐ
含有による強度と耐熱性向上は顕著ではなく、Ｐ含有量
がα４重量係を超えるとＳｎ含有量のいかんにかかわら
ず導電率の低下が著しいためである。Ｚｎは酸化膜の密
着性の向上及び半田の耐剥離性の向上に顕著な効果を有
する成分であるが、Ｚｎ含有量がａ、ＯＳ重ｉ１未満で
は、　Ｚｎ含有による前述の効果が得られず。

Ｚｎ含有量が５重量係を超えると導電率の低下が著しく
なるためである。さらに、１０１重量重量上ｃＬ１重量
憾未満のＡ１及びｃＬ０１重量係以上ＣＬ２重量係未満
のＭｎのうち１種または２ｍを合計０．０１重重量板上
０．３重量憾未満とする理由は、これらの添加によシ強
度、耐熱性が向上するとともに半田の耐剥離性が向上す
るが。

α０１重量重量溝ではその効果があまシ期待できず、ｔ
たα３重景壬以上では、鋳造性及び熱間加工性に悪影響
を与えるためである。

このような本発明合金は、優れた強度、ばね特性、！気
伝導性と耐熱性を具備し、打抜１曲げ加工を実施するに
適度に良好な強度、伸び等の機械的性質を示し、半田付
は性、めっき密着性、耐食性も良好な銅合金である。又
、リードフレームの鋼合金化を行なう際のポイントとな
る信頼性を低下させないという前提に対して重要な技術
項目である半田の耐剥離性、酸化膜の密着性が良好な銅
合金である。また、熱膨張係数はプラスチックに近ぐ、
プラスチックパッケージ用に適している。先行技術の合
金において。

このような総合的特性を兼備するものはない。

以下に本発明材料の実施例をもって説明する。

実施例第１表に示される本発明合金に係る各種成分組成のイン
ゴットを、電気鋼あるいは無酸素銅を原料として、高周
波溶解炉で大気、不活性または還元性雰囲気中で溶解鋳
造した。次に、これＩａｏｏ℃で熱間圧延して厚さ４Ｉ
！ＩＩＩの板とした後１面前を行なって、冷間圧延で１
．０　ｍとした５００℃にで１時間焼鈍したのち、冷間
圧延で厚さ［Ｌ８＋ａ＋の板とした。このようにして調
整された試料のリード材としての評価として１強度。

伸びを引張試験により、耐熱性を、加熱時間５分におけ
る軟化温度によ）、電気伝導性（放熱性）を導電率（壬
工ＡＯ８）によって示した。電気伝導性と熱伝導性は相
互に比例関係にあり、導電率で評価し得るからである。

半田付は性は。

垂直式浸漬法で２３０±５℃の半田浴（８ｎＡＯ４゜Ｐ
ｂ４０４）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）評価した。半田の耐剥離性は、上
記の方法で半田付けした試料を大気中で１５０℃、５０
０ｈｒ加熱後０．８　Ｈの９０°曲げを行ない剥離の有
無を評価した。めっき密着性は、試料に厚さ３μのＡｇ
めつきを施こし１表面に発生するフクレの有無を、目視
観察することによシ評価した。酸化膜密着性は試料を３
５０℃にて２分加熱した後、材料表面に２簡間隔の格子
ナイフで刻み、粘着テープを貼υ。

材料からはがして、テープに付着する酸化膜の有無によ
り、密着性を評価した。これらの結果を比較合金ととも
に第１表に示した。

また、ばね材としての評価を行なうため例同−合金の１
．　Ｏｒｍ材を５００℃にて１時間焼鈍した後、冷間圧
延で厚さ１５ｍの板とし、これを１５０℃〜５００℃の
各種温度で歪取り焼鈍を行ない９強度、伸びを引張試験
によシ評価し。

ばね性をＫｂ値により評価し、比較合金とともに第２表
に示した。

第１表及び第２表に示すごとく本発明の合金は、優れた
強度、はね特性、導電性、耐熱性。

半田付は性、半田の耐剥離性、めっき密着性。

酸化膜密着性を示すことが明白であり、半導体機器のリ
ード材及び導電性ばね材として好適な材料であるといえ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

２重量％を超えて１０重量％以下のＳｎ、０．００１重
量％を超えて０．４重量％以下のＰ、０．０５重量％以
上５重量％以下のＺｎを含み、かつ、０．０１重量％以
上０．１重量％未満のＡｌ及び０．０１重量％以上０．
２重量％未満のＭｎのうち、１種または２種を合計０．
０１重量％以上０．３重量％未満を含み、残部がＣｕ及
び不可避的不純物から成ることを特徴とする高力高導電
銅合金。