JPS61147829A

JPS61147829A - 高力高導電銅合金

Info

Publication number: JPS61147829A
Application number: JP26543884A
Authority: JP
Inventors: Tamio Toue; 東江　民夫; Masahiro Tsuji; 正博辻; Susumu Kawauchi; 川内　進
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1986-07-05

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（工Ｃ）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銅合金に関
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スとの接着及び封着性の良好なコ
バール（Ｆ’５−２９Ｍ１−１６０ｏ）　。

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ない消゛
費電力の高いＩＣ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てきたことによシ、使用されるリ
ード材も放熱性の良い銅合金が使われるようになってき
た。

一般に半導体機器のリード材として以下のような特性が
要求されている。

（１）　　リードが電気′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、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。

（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）　　リード表面に貴金属めっきを行うため、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ため、
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）　　価格が低廉であること。

これら各種の要求特性に対し、従来より使用されている
無酸素鋼、錫入シ銅、シん青銅。

コバール、４２合金はいずれも一長一短があシ、これら
の特性のすべてを満足しえるものではない。

また、従来、電気機器用はね、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、優れたばね特性を有するシん管鋼が使
用されてきた。しかし、黄銅は強度、ばね特性が劣って
おシ、また１強度。

ばね特性の優れた洋白、シん青銅も、電気機器用等に用
いられる場合、半田の耐剥離性に劣シ。

また電気伝導度の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
工上の制約も加わシ、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現出が待たれてい念。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、従来の銅合金
の本つ欠点を改良し、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１１重量幅以上２重量係以下のａｎ。

α０１重量重量類え１４重量憾以下のＰ、ＣＬ０５重量
係以上５重量係以下のＺｎ、α０１重量％以上１重量幅
以下のＣｏ及びＯｒを１種又は２種を合計で１１０１重
量係以上１重量係以下含み。

残部がＣｕ及び不可避的な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２本発明合金を構成する合金成分の限定理由を説明
する。８ｎの含有量を１１重量係以上２重量係以下とす
る理由は、　８ｎ含有量がα１重量係未満では、他成分
の共電をと亀なりても期待する強度が得られず、逆に１
３ｎ含有量が２重量係を超えると導電率が低下するため
である。

Ｐ含有量をＬＬ０１重量憾重量光て１４重量係以下とす
る理由は、Ｐ含有量がαｏ１重量重量下では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ＣＬ４
重量憾を超えるとａｎ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１０５重量憾未満では。

Ｚｎ含有による前述の効果が顕著ではな（、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％以上１重量係以下のＣｏ及び
Ｃｒのうち１種又は２種を合計［１Ｌ０１重量係以上１
重量係以下とする理由は、これらの添加によシ強度、耐
熱性が向上するとともに、酸化膜密着性が向上するが。

Ｑ、０１重量憾未満ではその効果かあ′−！シ期待でき
ず、また１重量噛を癲えると導電率が著しく低下するた
めである。

このような本発明合金は優れた強度、ばね特性、導電性
と耐熱性を具備し、打抜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、耐食性も良好な鋼合金である。又、リード
フレームの銅合金化を行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量な技術項目である
。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く、プラスチ
ックバ、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具備するものはない。

以下に本発明材料を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鋼を原料として、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、これを８００℃で熱間圧延して厚さ４ｍ
の板とした後２面前を行って、冷間圧延で１．０ｍとし
。

ＳＯＯ℃にて１時間焼鈍を行ったのち、冷間圧延で厚さ
１８ｍの板とした。このように調整された試料のリード
材としての評価として９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
軟化温度によシ、電気伝導性（放熱性）を導電率（４工
ＡＯＢ　）によって示した。電気伝導性と熱伝導性は相
互に比例関係にあシ、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２５０±５℃の半田浴（
Ｓｎ　６０に、　Ｐｂ４０４　）Ｋ５秒間浸漬し、半田
のぬれの状態を目視観察することによシ評価した。半田
の耐熱剥離性は。

上記の方法で半田付けした試料を大気中で１５ＤＣ，５
００ｈｒ加熱後α８Ｒの９０°曲げを行い剥離の有無を
評価した。めっき密着性は、試料に厚さ３μのＡｇめっ
きを施こし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３５０℃に
て２分加熱した後、材料表面に２−間隔の格子ナイフで
刻み粘着テープを貼シ、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うために同一合金の１．
０瓢材を５００℃にて１時間焼鈍した後、冷間圧延で厚
さ０．５ｍの板とし、これを１５０〜５００℃の各種温
度で歪取シ焼鈍を行い２強度、伸びを引張試験にょシ評
価し、ばね性をＫｂ値によシ評価し、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、ばね特性、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
であシ、半導体機器のリード材及び導電性ばね材として
好適な材料といえる。

Claims

【特許請求の範囲】

０．１重量％以上２重量％以下のＳｎ、０．０１重量％
を超え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１重
量％以下のＣｏ及びＣｒのうち１種又は２種を合計０．
０１重量％以上１重量％以下を含み、残部がＣｕ及び不
可避不純物から成ることを特徴とする高力高導電銅合金
。